DE4219902C2

DE4219902C2 - Verfahren zum Erstellen von Steuerungsdaten für eine automatische Fertigungsstraße

Info

Publication number: DE4219902C2
Application number: DE4219902A
Authority: DE
Inventors: Satoru Fujita; Sadami Oouchi; Masahiro Oonami
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2828526B2; JPH04372002A; US5402349A; DE4219902A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen von Steuerungsdaten für eine automatische Fertigungsstraße, wobei bei einer Fertigungssteuerung (Fertigungsstraßen-Planung) eine mit Werkzeugmaschinen und Industrierobotern ausgestattete Fer tigungsstraße oder bei einem System zur automatischen Program merstellung für Fertigungsmaschinen, wie Werkzeugmaschinen und Industrierobotern, ein Computer Daten von Prozeßergebnissen, die von einem Prozeßdesignsystem bereitgestellt werden, oder Daten von Zwischenprozeßergebnissen wiederverwendet, um dadurch Tageszeitpläne und automatisch NC-Programme mit hoher Effekti vität zu erstellen.

Fig. 6 ist eine Darstellung, die den Aufbau eines herkömmlichen Produktionssystems darstellt. In Fig. 6 kennzeichnet das Be zugszeichen 10 ein Prozeßplanungssystem zum Bestimmen der Be nutzungsreihenfolge von Fertigungsmaschinen, Bohrvorrichtungen und Werkzeugen gemäß Zeichnungen, die für herzustellende Teile bereitgestellt sind. Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet eine Fertigungsmaschinendatei, auf die zur Prozeßplanung zugegriffen wird. Das Bezugszeichen 19 kennzeichnet eine Datei für Prozeß- und Arbeits-Know-How zum Bestimmen der Reihenfolge von Prozes sen und Abläufen. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet ein Ferti gungsstraßen-Planungssystem zum Erstellen von Tageszeitplänen entsprechend einem Artikelproduktionsplan. Das Bezugszeichen 28 kennzeichnet eine Fertigungsdauerdatei, in der die Fertigungs dauer jedes für zu erstellende Teile bereitgestellten Ferti gungsprozesses gespeichert ist und das Bezugszeichen 29 kenn zeichnet eine Datei für Zeitplanungs-Know-How, in der Know-How für Tageszeitpläne gespeichert ist.

Weiterhin kennzeichnet in Fig. 6 das Bezugszeichen 60 ein Hand buch (Manual) mit Produktionsanweisungen über den Inhalt von Fertigungs-, Montage- und Vorbereitungs-Abläufen, die letztend lich entsprechend Prozeßplänen und Tageszeitplänen bestimmt werden. Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet ein System zur Unter stützung der Produktionsvorbereitung zum Vorbereiten von kon kreten Produktionsdaten, wobei das System 30 zur Unterstützung der Aufstellung von NC-Programmen ein automatisches NC-Program miersystem, zur Unterstützung der Aufstellung von Robotersteue rungsprogrammen ein automatisches Programmiersystem und zur Un terstützung der Vorbereitung von Materialien, Bohrvorrichtun gen, etc. ein Anordnungssystem beinhaltet. Das Bezugszeichen 40 kennzeichnet eine Fertigungsstraße, mittels der Teile maschi nell bearbeitet bzw. gefertigt und montiert werden. Die Ferti gungsstraße 40 besteht aus Fertigungseinheiten 41 und 42, die hauptsächlich Werkzeugmaschinen beinhalten, und einer Montage einheit 43, die hauptsächlich Roboter und Montagemaschinen be inhaltet.

Die in Fig. 6 gezeigte Fertigungsstraße weist große Ausmaße auf und ihr Betrieb ist ziemlich kompliziert. Nachstehend werden die Funktionen und Betriebsabläufe der Fertigungsstraße unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die Bearbeitungsabläufe be schrieben. Nach Beendigung eines Vorgangs zum Entwurf bzw. Design eines Ge genstands bzw. eines Artikels werden die Artikeldaten wie Zeichnungen der Produktionsabteilung übergeben, in der die ver antwortlichen Personen einer Artikel-Designabteilung, einer Ab teilung zur Fertigungsplanung und einer Fertigungssteuerungsab teilung Besprechungen abhalten, um die herzustellenden Artikel, deren Liefertermine und die Zahl der Artikel zu untersuchen, und Diskussionen über Probleme führen, die bei der Prozeßpla nung, der Produktionssteuerung und Herstellung bzw. Fertigung auftreten können, und um dabei grob Produktionsaktivitäten wie Materialbestellungen und Gegenmaßnahmen gegen Engpaßprobleme zu bestimmen.

Anschließend werden die Fertigungsdaten bzw. Produktionsdaten nach und nach wie folgt ausgearbeitet: Zunächst führt ein Pro zeßplaner eine Prozeßplanung unter Verwendung des Prozeßpla nungssystems 10 entsprechend den übermittelten Teilezeichnungen durch, um die zur Fertigung bzw. Herstellung der Teile verwen deten Fertigungsmaschinen auszuwählen und deren Gebrauchsrei henfolge zu bestimmen und ebenfalls um Montagevorrichtungen und Werkzeuge sowie deren Gebrauchsreihenfolge zu bestimmen. Falls für diesen Fall das gleiche Teil schon vorher hergestellt wurde, wird auf die dazu verwendeten Prozesse bezug genommen. Weiterhin wird bei der Bestimmung der Prozesse auf die Ferti gungsmaschinendatei 50 und die Datei für Prozeß- und Arbeits- Know-How 19 bezug genommen. Der Prozeßplaner berücksichtigt entsprechend den von dem Designer bereitgestellten Teilezeich nungen die Konfigurationen von Zwischenteilen, die zum Erhalt des angestrebten Teils hergestellt werden sollen, und fertigt sogenannte "Fertigungszeichnungen" für diese an. Die Ferti gungszeichnungen enthalten Daten für Vorbereitungsabläufe und Fertigungs- bzw. Herstellungsabläufe für sämtliche Fertigungs vorgänge. Der vorstehend beschriebene Vorgang zur Prozeßplanung wird für jedes einzelne Teil des Artikels durchgeführt.

Als nächstes erstellt der Fertigungskontrolleur unter Berück sichtigung der Arten von herzustellenden Teilen, der Zahl und der Lieferdaten jedes der Teile sowie der Fertigungsmaschinen (wie Werkzeugmaschinen und Bohrvorrichtungen), die zur Herstel lung der Teile benötigt werden und die bei der Prozeßplanung bestimmt wurden, und der Zeiten, die für die Fertigungsprozesse (wie Bearbeitungs-, Weiterleitungs- und Montageprozesse) benö tigt werden, einen groben Plan für jeden einzelnen oder für 6 Monate und verwendet das Fertigungsstraßen-Planungssystem 20 zur Durchführung eines Planungsvorgangs, um konkret die Tages zeitpläne für eine bestimmte Zeitdauer zu bestimmen. In jedem der Tageszeitpläne ist für jedes der Teile eines herzustellen den Artikels festgelegt, wer welche Maschine in welchen Ferti gungsabläufen bedient. In diesem Fall wird auf die Fertigungs dauerdatei 28 bezug genommen, um die für die Fertigungsabläufe benötigten Zeiten zu erfassen und auf die Datei für Zeitpla nungs-Know-How, um die Schwierigkeit bzw. das Problem einer schlechten Auslastung der Straße zu beseitigen.

Derart wird ein Dokument 60, das Arbeitsanweisungen, Personal festlegung und NC-Programmvorbereitung für Fertigungs- und Mon tagevorgänge, entsprechend den Prozeßplänen und den Produkti onszeitabläufen für eine bestimmte Zeit erstellt. Produktions vorbereitungen werden mit Bezug auf dieses Produktionsanwei sungshandbuch bzw. Dokument begonnen. Programme für die NC- Werkzeugmaschinen, Roboter, etc. werden unter Verwendung eines CAM (automatischen Programmier-)Systems 30 erstellt. Hinsicht lich der Materialien, Montagevorrichtungen und Werkzeuge wird ein Verfahren durchgeführt, um diese falls nicht vorhanden, zu beschaffen. Diese Vorbereitungsvorgänge werden durchgeführt, bevor die Produktion anläuft. Eine Aufstellung von Arbeitsan weisungen, Personalbestimmung, NC-Programme, etc., die mittels des Prozeßplanungsvorgangs, Zeitplanungsvorgangs und Produkti onsvorbereitung bestimmt wurden, werden an die die Fertigungs einheiten 41 und 42 und die Montageeinheit 43 beinhaltende Fer tigungsstraße 40 zwecks Produktionsbeginn übergeben.

In der Aufstellung von Steuerungsdaten für die herkömmliche Fertigungsstraße können die Ergebnisse (oder Daten) der Prozeß planungs- und Zeitplanungsvorgänge nicht für andere Arbeiten wiederverwendet werden und dementsprechend ist die Häufigkeit von erneut einzugebenden Daten erhöht, was zu einer Absenkung der Produktivität führt. Einer der Gründe dafür ist, daß der Prozeßplanungsvorgang, der Produktionszeitplanungsvorgang und die Produktionsvorbereitung Hochtechnologie erfordern, und ein weiterer ist, daß eine Anzahl von Personen mit geteilten Fabri kationsabläufen arbeiten muß, und deshalb die Produktion teil weise Computer unterstützt ist. Weiterhin wird die Übermittlung von Informationen zwischen den Organisationen innerhalb der Fa brik mittels Dokumenten wie Aufstellungen von Arbeitsanweisun gen, Fertigungszeichnungen und Gant-Diagramm durchgeführt, die in der Fabrik standardisiert sind.

Beispielsweise stellt sich eines der Ergebnisse des Prozeßpla nungsvorgangs als Fertigungszeichnungen dar, die Konfiguratio nen von zu fertigenden Teilen und Abschnitte der zu bearbeiten den Teile spezifizieren. In dem Prozeßplanungsvorgang werden Teilezeichnungen als Eingangsdaten verwendet. Allerdings werden diese Teilezeichnungen nicht von dein Computer verarbeitet bzw. in vielen Fällen werden sie nicht als Ausgangsdaten verwendet, obwohl sie von dein Computer verwendet werden. Zudem werden die Fertigungszeichnungen in Form von Papierzeichnungen zu einer Produktionsvorbereitung weitergeleitet, die im weiteren Verlauf der Fertigungsstraße durchgeführt wird, und daher können die Fertigungszeichnungen bei der Aufstellung von NC-Programmen nicht als Daten für den Computer verwendet werden, und die Da ten werden möglicherweise mit Fehlern eingegeben.

Daraus ergab sich die Forderung nach Bereitstellung eines Sy stems, bei dem bei dem anfänglichen Prozeßplanungsschritt einer Produktionsaktivität ein für die Produktion erforderliches Mo dell definiert wird, daß in Daten umgewandelt wird, die zur Produktionssteuerung und Produktionsvorbereitung entsprechend den Zwischendaten oder Ergebnissen, die aus Eingabeinformatio nen erzielt werden, benötigt werden, so daß die Daten wieder verwendet werden können.

Ferner verdeutlichen die Seiten 29 bis 33 der Zeitschrift "der elektroniker" der Ausgabe 9 aus 1987 ein Verfahren zum Erstellen von Steuerungsdaten für eine automatische Ferti gungsstraße gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

So ist eine rechnerintegrierte Produktionsoptimierung offen bart, bei der diverse Einzelsysteme miteinander vernetzt wer den, um einen durchgängigen Informations- und Datenfluß zwi schen den betreffenden Unternehmensbereichen zu erreichen. Dabei ist insbesondere von einer Prozeßplanung GECAPP, einer Fabriksteuerdatenverteilung GESIMS, einer Werkzeugverwaltung GETIMS, einer Wartungsunterstützung GENIMS, einer NC-Daten verwaltung NCAM, auch DNC-System genannt, sowie der Möglich keit der Erstellung von Fertigungsunterlagen I-DEAS und DDM die Rede.

Bei heutigen, hochmodernen Fertigungsabläufen gewinnen soge nannte schlanke Fertigungsmethoden ("lean-production") und damit auch die zeitgenaue Fertigung ("just-in-time") immer mehr an Bedeutung. Diese bedingen aber ein immer ausgefeil tere Management sämtlicher zugehöriger Komponenten, das übli cherweise allein mit menschlichem Organisationstalent nicht mehr zufriedenstellend gelöst werden kann. Dieses gilt umso mehr, als daß sich bei der zeitgenauen Fertigung der Ferti gungsbedarf tagesweise ändern kann.

Des weiteren ist es nicht damit getan, die Kommunikation zwi schen den einzelnen Unternehmensbereichen zu verbessern. Auf grund der häufig wechselnden Fertigungsabläufe sind die Fer tigungsmaschinen wesentlich häufiger als bei herkömmlichen Fertigungsstraßen umzurüsten und auf ihre jeweiligen Aufgaben vorzubereiten. Dabei kann schon eine einfache Umstellung in nerhalb eines vorgeplanten Zeitablaufs innerhalb der Ferti gungsstraße deren Auslastung negativ beeinflussen, da die einzelnen Maschinen nicht unabhängig voneinander sind bzw. betrieben werden können. Damit eine derartige Herabsetzung der Auslastung verhindert werden kann, müssen aber jeweils neue NC-Programme erstellt und in die Maschinen eingegeben werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzu bilden, daß eine automatische Fertigungsstraße flexibel und mit hoher Effektivität gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Insbesondere dadurch, daß mit dein Produktionsplanungssystem Tageszeitpläne erstellt werden, kann eine an die heutigen Fertigungsmethoden angepaßte Steuerung der automatischen Fer tigungsstraße erfolgen. Da weiter die während der Prozeßpla nung erstellten Konfigurations- und Toleranzdaten als Ferti gungsmerkmale herzustellender Teile derart gewandelt und dem Programmiersystem übermittelt werden, daß dieses die NC-Pro gramme für die Fertigungsmaschinen automatisch erstellt, ist eine Umrüstung einzelner Maschinen beispielsweise aufgrund eines geänderten Zeitablaufs innerhalb der automatischen Fer tigungsstraße auf einfache Weise möglich, wobei zudem die da mit verbundene Dateneingabe fehlerfrei erfolgt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü che.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung der Konfiguration eines Produktionssystems,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Prozeßplanungssystems in dem Produktionssystem im Detail,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das Abläufe in dem Produktionssystem zeigt,

Fig. 4(a) eine erläuternde Darstellung der Anordnung von Daten in einem Prozeßplan,

Fig. 4(b) ebenfalls eine erläuternde Darstellung von Definitionen von Daten vom Merkmalstyp,

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung eines konkreten Beispiels eines ausgegebenen Prozeßplans, und

Fig. 6 eine erläuternde Darstellung, die einen Aufbau eines herkömmlichen Produktionssystems zeigt.

In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 einen Artikelproduk tionsplan, der von einer Management- und Designabteilung einer Produktionsabteilung übermittelt wurde, wobei der Artikelpro duktionsplan 1 Zeichnungen der Artikel und deren herzustellen der Teile beinhaltet sowie die zugehörigen Zahlen und Liefer termine. Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet ein Prozeßplanungssystem, das Prozesse entsprechend den überreichten Teilezeichnun gen plant, zu verwendende Fertigungsmaschinen auswählt und de ren Gebrauchsreihenfolge bestimmt, zu verwendende Bohrvorrich tungen und Werkzeuge auswählt und deren Gebrauchsreihenfolge bestimmt sowie zu bearbeitende bzw. herzustellende Teile und deren Bearbeitungs- bzw. Herstellungsreihenfolge bestimmt, um dadurch einen Prozeßplan 17 zu erstellen.

Fig. 2 zeigt das vorstehend beschriebene Prozeßplanungssystem 10 im Detail. In Fig. 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 12 einen Zeichnungseingabenabschnitt zum Verarbeiten von Teilezeichnun gen zum Erstellen von Teilemodellen auf einem Computer. Das Be zugszeichen 13 kennzeichnet einen Modellbauer (Festkörper-Mo dellierer) zum Erstellen von Konfigurationsdaten der Teilemo delle. Die Bezugszeichen 51 und 52 kennzeichnen Datenbanken über Werkzeugmaschinen und Materialien, die in dem Computer ge speichert sind. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet ein Prozeß planungs-Expertensystem, das entsprechend den eingegebenen Tei lezeichnungen Produktionswissen zur Erstellung von Prozeßplänen verwendet und das Bezugszeichen 17 kennzeichnet derart be stimmte Prozeßpläne.

In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 20 ein Fertigungsstra ßen-Planungssystem zum Erstellen eines Zeitplans für eine be stimmte Zeit gemäß Artikelproduktionsplänen und Prozeßplänen. Das Bezugszeichen 21 kennzeichnet einen Eingabenverarbeitungs bzw. -wandlungsabschnitt zum Auswählen und Wandeln von Eingabe daten, die zur Zeitplanbestimmung erforderlich sind, der auf Artikelproduktionsplan- und Prozeßplandaten Bezug nimmt. Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet ein System zur Unterstützung der Produktionsvorbereitung, das entsprechend Prozeßplänen und Ta geszeitplänen NC-Programme erstellt und Materialien, Bohrvor richtungen und Werkzeuge vorbereitet. Das Bezugszeichen 31 kennzeichnet einen Eingabenverarbeitungsabschnitt zum Auswählen und Wandeln von Eingabedaten, die zur Produktionsvorbereitung erforderlich sind, der auf Prozeßplan- und Tageszeitplandaten Bezug nimmt. Das Bezugszeichen 40 kennzeichnet eine Fertigungs straße, die tatsächlich Herstellungsabläufe für eine bestimmte Zeitperiode entsprechend den Daten, die mittels den vorstehend erwähnten Schritten der Prozeßplanung, der Produktionssteuerung und der Produktionsvorbereitung designed und geplant wurden, durchführt, wobei die Fertigungsstraße 40 Fertigungseinheiten 41 und 42 und eine Montageeinheit 43 umfaßt. Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet eine Fertigungsmaschinen-Datenbank, auf die Be zug genommen wird, wenn Daten in den Schritten der Prozeßpla nung, Produktionssteuerung und Produktionsvorbereitung designed und geplant werden.

Die Arbeitsweise des so organisierten Produktionssystems wird nun beschrieben. In diesem Zusammenhang wird ein System zum Um gang mit Prozeßplänen nur insoweit beschrieben, als es die Er findung betrifft.

Nach einem Lehrbuch bedeutet die Bezeichnung "Prozeßplanung" einen derartigen Vorgang, daß entsprechend Artikelzeichnungen und Teilezeichnungen von einer Designabteilung Prozeßplanung, Montagevorrichtungsplanung und Arbeitsplanung durchgeführt wird, um alle Daten, die zur Herstellung von Artikeln erforder lich sind, zu bestimmen, wobei beispielsweise zu verwendende Fertigungsmaschinen und Montageeinheiten und deren Gebrauchs reihenfolge beinhaltet sind. Allerdings ist in der Praxis Pro zeßplanung nicht eindeutig. In diesem Fall wird für den ab schließenden Arbeitsplanungsschritt zum Erstellen von NC-Pro grammen mit Schnittbedingungen ein automatisches NC-Program miersystem verwendet und ein Prozeßplanungssystem wird haupt sächlich für Prozeßplanung und Montageeinheitenplanung verwen det.

Nachdem die für eine bestimmte Zeitperiode herzustellenden Ar tikel entworfen wurden, werden technische Daten wie Lieferter mine und die Zahlen der Artikel sowie Zeichnungen von Teilen, die die Artikel bilden, als der Artikelproduktionsplan 1 der Produktionsabteilung übergeben. Fig. 3 zeigt dazu den Prozeßverlauf. Der Prozeßablauf ist relativ kompliziert. Allerdings werden zur Beschreibungsvereinfachung nur Hauptprozeßabläufe (S-1 bis S-4) nachstehend beschrieben.

(S-1)

Verantwortliche Personen in der Artikeldesignabteilung, der Produktionsplanungsabteilung und der Produktionssteuerungsab teilung halten Besprechungen ab, um die herzustellenden Arti kel, die Liefertermine und die zugehörigen Zahlen entsprechend vorgegebenen Design- und Verkaufsplänen zu studieren und um Probleme, die in dem Prozeßplan, der Produktionssteuerung und Herstellung begründet liegen, zu debattieren. Weiter wird ein Produktionsplan ausgearbeitet, der beispielsweise die Beschaf fung von Materialien, interne und externe Herstellung und Ge genmaßnahmen gegen Engpaßprozesse beinhaltet.

In Übereinstimmung mit dieser Politik wird zunächst ein Prozeß planungsvorgang von dem Prozeßplanungs-Expertensystem gemäß Fig. 2 durchgeführt. Zeichnungsdaten werden in einer interakti ven Betriebsart über den Teilemodell-Zeichnungseingabeabschnitt 12 eingegeben. Die Bezeichnung "Teilemodell 14", wie sie hier verwendet wird, soll mittels Zeichnungen dargestellte Konfigu rationsdaten, Merkmale von Teilen wie Flächen, Taschen und Aus sparungen, die hergestellt werden sollen, repräsentieren, die Bearbeitungsmerkmale und Toleranzdaten wie Toleranz, Flachheit und Oberflächenrauhheit bedeuten. Von diesen Daten werden die Konfigurationsdaten dem Modellbauer (Festkörper-Mo dellierer) 13 zugeführt, so daß dreidimensionale Konfigurati onsdaten auf dein Computer erstellt werden können. Die anderen Daten werden derart in dein Computer gespeichert, daß sie mit den Konfigurationsdaten verbunden sind.

Danach wird das Prozeßplanungs-Expertensystem gestartet. Das heißt, zur Erstellung eines Prozeßplans 17 wird auf das Teile modell und auf die im vorangehenden gespeicherte Datenbank über Fertigungsmaschinen und Materialien, die in der Fabrik verfüg bar sind, sowie auf Prozeßplanungswissen repräsentierende Pro zeßregeln Bezug genommen.

In dem System ist der Prozeßplan wie in Fig. 4 (a) gezeigt. Das heißt, er beinhaltet eine Prozeßsequenz, in der dem Material oder Materialien zum Fertigen eines Teils ver arbeitet werden, eine Konfigurationssequenz oder Ablaufse quenz, in der Werkzeugmaschinen mit Montagevorrichtungen be stückt werden, und eine Fertigungssequenz, in der Fertigungsab läufe mit den derart bestückten Werkzeugmaschinen durchgeführt werden. Merkmal- und Typ-Daten sind wie in Fig. 4(b) gezeigt, definiert. Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines konkreten Prozeß plans.

Der vorstehend beschriebene Prozeßplanungsvorgang wird für alle Teile durchgeführt. In dem Fall, in dem viele unterschiedliche Teile herzustellen sind, wird eine Vielzahl von Teilen auf der Fertigungsstraße verarbeitet. In der Praxis bewegt sich eine Vielzahl von Teilen entlang der Fertigungsstraße. Wenn zwei Teile eine Werkzeugmaschine zum selben Zeitpunkt erreichen, werden sie miteinander um die Benutzung der Werkzeugmaschine konkurrieren. Bei dem Prozeßplanungsvorgang wird eine derart dynamische Bedingung nicht berücksichtigt. Das heißt, der Pro zeßplanungsvorgang wird unter Berücksichtigung der statischen Bedingungen jedes der Teile durchgeführt. Die vorstehend be schriebene Schwierigkeit, daß Teile miteinander um die Benut zung einer Werkzeugmaschine konkurrieren, wird von dem Zeitpla nungssystem behandelt.

(S-2)

Im allgemeinen wird die Fertigung bzw. Herstellung für jedes Los durchgeführt. Daher ist in dem Zeitplanungssystem jedes Los als ein Job definiert. Der Job wird durch die Zahl und das Lie ferdatum von Teilen, zu verwendenden Fertigungspro zeß/Werkzeugmaschinen und Fertigungsdauer ausgedrückt.

Die zu verwendende Fertigungsprozeß/Werkzeugmaschine und die Fertigungsdauer werden aus den Ergebnissen des Prozeßplanungs vorgangs (1 in Fig. 4(a)) erhalten.

Fertigungsprozeß/Werkzeugmaschine ← Prozeßname/Maschinenname
Fertigungsdauer ← (einheitliche Fertigungsdauer)×(Zahl der Teile)/(Zahl der Teile pro Los)

Hinsichtlich der Fertigungsdauer wird ein grober Wert aus dem von dem Prozeßplanungssystem getätigten Abräumvolumen erhalten oder es wird entsprechend den letzten aktuellen Daten eine Schätzung durchgeführt. Alternativ kann die folgende Methode verwendet werden: Nachdem ein NC-Programm während der im weite ren Verlauf der Straße durchgeführten Produktionsvorbereitung erstellt wurde, wird zur Schätzung der Fertigungsdauer eine Werkzeug-Wegüberprüfung durchgeführt. Die derart geschätzte Fertigungsdauer wird rückgeführt. Die Zahl und der Liefertermin von Teilen sind Daten, die als Artikelproduktionsplanungsdaten am Anfang übergeben wurden. Im Fertigungsstraßen-Planungssystem arbeitet dessen Eingabeabschnitt, um automatisch Daten von dem Prozeßplan des vorangehenden und von dem Artikelproduktionsplan des nachkommenden zu entnehmen und falls erforderlich zu wan deln.

Wenn die Daten für sämtliche Jobs einer bestimmten Zeit einge geben sind, wird die Straßenauslastung für jeden Tag simuliert. Der Bediener studiert die Ergebnisse der Simulation (Gantt-Dia gramm) und wiederholt die Simulation unter Änderung einer Be förderungsvorschrift so lange, bis die Liefertermine der Jobs und die Startbedingungen zufriedenstellend ausfallen. Somit wird in dem Produktionsplanungssystem, in dem Tageszeitpläne nach der "Versuch-und-Irrtum"-("try-and-error")-Methode be stimmt werden, die Simulation unter der Voraussetzung durchge führt, daß sich eine Vielzahl von Teilen auf der Fertigungs straße bewegt. Daher ist, obwohl die Simulation auf dem Rechner durchgeführt wird, das Ergebnis dynamisch. Das heißt, das vor angehend beschriebene Problem, daß Teile hinsichtlich des Ge brauchs einer Werkzeugmaschine miteinander konkurrieren, wird von dem Planungssystem gelöst. Dieses Ergebnis wird dazu ver wendet, um erforderliche Materialien und Fertigungsmaschinen wie Werkzeugmaschinen, Bohrvorrichtungen und Werkzeuge anzuwei sen.

(S-3)

Der Prozeßplan und der Tagezeitplan werden verwendet, um einen konkreten Plan für jeden der Tage der Produktionsperiode zu be stimmen. Danach verwendet der Bediener das System zur Unter stützung der Produktionsvorbereitung zum Erstellen von NC-Pro grammen zur Steuerung der Fertigungsmaschinen.

Ein NC-Programm für eine Werkzeugmaschine beinhaltet Herstel lungsmerkmale (Herstellungseigenschaften, Maschinenkoordinaten system, Werkzeuge und Schnittbedingungen) und Herstellungsab schnittskonfigurationen. Der Eingabeabschnitt ließt diese Daten aus dem Prozeßplan, modifiziert diese falls erforderlich und erhält so automatisch Eingabedaten. Der Bediener gibt die ver bleibenden Daten ein, um die Erstellung des NC-Programms zu er reichen, und führt dann eine Werkzeug-Wegüberprüfung auf dem Computer durch, um zu bestimmen, ob das Programm korrekt ist oder nicht.

In dem herkömmlichen System werden die Prozeßpläne und die Ta gezeitpläne durch die Verwendung von Papierdokumenten, Zeich nungen, etc. angezeigt und damit ist der Bediener gezwungen, Daten über die Tastatur unter Berücksichtigung des Maschinenko ordinatensystems unter Bezugnahme auf die Herstellungszeichnun gen einzugeben. Im Gegensatz dazu können diese Daten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren den Teilemodellen oder den Ergeb nissen der computergestützen Prozeßplanung (2 in Fig. 4 (a)) erhalten werden. Dieses führt zu einer wesentlichen Verringe rung der Häufigkeit von erneuten Dateneingabevorgängen und der Zahl von Fehlern in den Eingabedaten.

(S-4)

Somit werden alle vorbereitenden Vorgänge, die für die Herstel lung erforderlich sind, mittels den vorangehend beschriebenen Vorgängen entsprechend den Prozeßabläufen (S-1 bis S-3) erhal ten. Die Tageszeitpläne, die Tabellen mit Arbeitsinstruktionen und NC-Programme werden an Fertigungsstraße-Bediener und an die Fertigungseinheiten übermittelt. Derart wird die Herstellung von Artikeln auf der Fertigungsstraße begonnen.

In dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist von den Herstellungsabläufen der Bearbeitungsvorgang zum Beschrei ben des Verarbeitungssystems ausgewählt worden. Allerdings ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Das heißt, das techni sche Konzept der Erfindung kann auch auf andere Fertigungs bzw. Herstellungsabläufe übertragen werden.

In dem vorangehend beschriebenen System werden die Konfigurationsdaten und Herstellungsmerkmale von Teilen, die während einer Prozeßpla nung erstellt wurden, einer formalen Wandlung unterzogen und einem automatischen Programmiersystem übermittelt, um diesen die Erstellung von NC-Programmen zu ermöglichen. Dieses führt zu einer wesentlichen Verringerung der Häufigkeit von erneuten Dateneingabevorgängen und der Anzahl von Fehlern in den Einga bedaten.

In dem vorangehend beschriebenen System werden die Arten, die Zahlen und die Liefertermine von während einer bestimmten Zeit herzustellenden Teilen, die als ein Artikelproduktionsplan vorliegen, und Daten über Fertigungsmaschinen zum Bearbeiten bzw. Fertigen der Teile und zugehöriger Fertigungsdauer einer formalen Wandlung unter zogen und dem Produktionsplanungssystem übermittelt, um diesen die Erstellung von Tageszeitplänen zu ermöglichen. Dieses be seitigt sogar die Schwierigkeit, daß in dem Fall, in dem es er forderlich ist, eine Anzahl von verschiedenen Teilen herzustel len, eine Vielzahl von Teilen miteinander um den Gebrauch einer Fertigungsmaschine konkurrieren. Das heißt, die Herstellungsma schine wird mit hoher Effektivität betrieben.

In dem System werden während der Prozeßplanung erstellte Prozeßpläne und mit tels des Produktionsplanungssystems erstellte Tageszeitpläne verwendet, um einen konkreten Plan für jeden Tag zu erstellen, und anschließend wird das System zur Unterstützung der Produk tionsvorbereitung verwendet, um NC-Programme zum Steuern der Fertigungsmaschinen zu erstellen. Somit weist das Produktions system eine hohe Effektivität auf, wobei die Häufigkeit von er neuten Dateneingabevorgängen und die Anzahl von Fehlern in den Eingabedaten wesentlich verringert ist und die Produktion von Artikeln auf der Fertigungsstraße entsprechend dem Produktions plan gestartet werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Erstellen von Steuerungsdaten für eine auto matische Fertigungsstraße durch
Eingeben von auf Zeichnungen bereitgestellten Daten wie Kon figurationen und Toleranzen in ein Prozeßplanungssystem,
Durchführen einer Prozeßplanung mit dem Prozeßplanungssystem anhand von Daten über die Fertigungsmaschinen der automati schen Fertigungsstraße, wie NC-Werkzeugmaschinen und Robo tern,
Durchführen einer Produktionsplanung mit einem Produktions planungssystem und
Erstellen von NC-Programmen für die Fertigungsmaschinen der automatischen Fertigungsstraße mit einem Programmiersystem,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Produktionsplanungssystem Tageszeitpläne erstellt werden,
wobei die während der Prozeßplanung erstellten Konfigurati ons- und Toleranzdaten als Fertigungsmerkinale herzustellender Teile derart gewandelt und dem Programmiersystem übermittelt werden, daß dieses die NC-Programme für die Fertigungsmaschi nen automatisch erstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Produktionsplanungssystem Zahlen und Liefertermine von wäh rend einer bestimmten Zeit herzustellenden Teilen, die als ein Artikelproduktionsplan vorliegen, sowie Daten über die Fertigungsmaschinen zum Bearbeiten bzw. Fertigen dieser Teile und zugehöriger Fertigungsdauer, die während der Prozeßpla nung erstellt wurden, übermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlung der dafür vorgesehenen Daten beim Erreichen einer gewünschten Auslastung der Fertigungsstraße vorgenommen wird und die derart gewandelten Daten dann dem automatischen Programmiersystem zur Erstellung entsprechender NC-Programme übermittelt werden.