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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Verfolgen
der Produktion, wobei eine variable Anzahl von Maschinen verwaltet
und Informationen verarbeitet werden, welche die Maschinen in Echtzeit
ausgeben, wodurch die den Maschinenbedienern zu gebenden Informationen
in Echtzeit aktualisiert, aber auch Produktionsinformationen in Echtzeit
an die verschiedenen Abteilungen für Produktion, Qualität usw. übertragen
werden können.
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Auf
dem Gebiet des Verfolgens der Produktion sind Systeme, die von einem
Gehäuse
gebildet werden, das an eine oder mehrere Maschinen angeschlossen
ist, gut bekannt, wobei man unter Maschine eine industrielle Produktionsausrüstung versteht, die
von einer traditionellen elektrischen Ausrüstung, einen programmierbaren
Automaten oder einer numerischen Steuerung gesteuert werden kann,
wobei das besagte Gehäuse
eine Erfassungstastatur und einen Anzeigebildschirm mit zwei bis
acht Zeichenreihen umfasst. Jedes Gehäuse umfasst einen Mikroprozessor,
in dem ein Programm gespeichert ist, mit dem die von der an das
besagte Gehäuse
angeschlossenen Maschine hergestellten Teile gezählt, die Funktionsweise bestimmt
und Fehlfunktionen der Maschine festgestellt werden können, wobei
die Funktionsweise und die Fehler vom Bediener mit der Tastatur
erfasst werden können.
Die Informationen Stückzählung, Funktionsweise
und Fehler erlauben, die Funktionszeiten der Maschine in allen ihren
Betriebsmodi zu bestimmen sowie Informationen, die sich auf den
Arbeitsauftrag beziehen, wobei diese letztgenannten Informationen
entweder am Gehäuse oder
an einem Rechner vom Typ PC abgelesen werden können, der an das besagte Gehäuse angeschlossen
ist, was rechnergestütztes
Verfolgen der Produktion oder CAM-System genannt wird.
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Diese
CAM-Systeme, die derartige Gehäuse aufweisen,
haben viele Nachteile; in der Tat weisen diese Gehäuse im allgemeinen
eine endliche und begrenzte Anzahl von Eingängen auf, das heißt eine begrenzte
Anzahl von Möglichkeiten,
Maschinen anzuschließen,
so dass es schwierig ist, ein Gehäuse in Abhängigkeit der Weiterentwicklung
der Bedarfe der Industrie anzupassen, vor allem bei einer Erhöhung der
Anzahl der Maschinen oder bei einer Änderung der Maschinen, wo es
im allgemeinen notwendig wird, diese Gehäuse, die besonders kostspielig
sind, auszuwechseln. Ein anderer Nachteil besteht in der Tatsache,
dass die Programme dieser Gehäuse
in einer Programmiersprache für
Mikroprozessoren geschrieben sind. Durch diese besonders schwierige EDV-Sprache
wird eine Neuprogrammierung des Gehäuses schwierig, langwierig
und folglich teuer. Schließlich
haben diese Gehäuse
eine Zykluszeit, die größer oder
gleich 100 ms beträgt,
weswegen unter Berücksichtigung
der Taktfrequenz moderner Maschinen nicht alle Informationen verarbeitet
werden können,
die von allen angeschlossenen Maschinen an das Gehäuse geliefert
werden.
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Ein
Ziel der Erfindung ist also, durch Zurverfügungstellung eines zuverlässigen,
leicht an die Weiterentwicklungen von Maschinen oder für das Verfolgen
der Produktion notwendigen Informationen anpassbaren rechnergestützten Systems
allen diesen Nachteilen kostengünstig
abzuhelfen.
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In
dieser Hinsicht und erfindungsgemäß zeichnet sich das System
zum rechnergestützten Verfolgen
einer oder mehrerer Produktionswerkstätten oder -linien, das jeweils
eine oder mehrere Maschinen aufweist, dadurch aus, dass es mindestens von
einem „primären" Echtzeitsystem gebildet wird, das
mindestens einen Eingang aufweist, der an mindestens eine Maschine
und/oder an mindestens ein sekundäres Echtzeitsystem der Maschine/n
angeschlossen ist, und mindestens einen Ausgang, der mindestens
an einen Server angeschlossen ist, wobei das besagte „primäre" Echtzeitsystem und/oder das „sekundäre" Echtzeitsystem der
Maschine/n ein Programm aufweisen, das geeignet ist, die Funktionsweisen
der besagten Maschine und/oder die Funktionszeiten in jedem dieser
Modi zu bestimmen, wobei der Server die Informationen des Echtzeitsystems
in Form einer Website liefert, um sie Clientrechnern verschiedener
Produktionsabteilungen, der Qualitätsabteilung u. ä. zur Verfügung zu
stellen, die mit dem Server über
ein „Intranet"- oder „Ethernet"-System verbunden
und mit Webnavigatoren, Browser genannt, ausgestattet sind, um die
besagten Websites zu lesen.
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Es
wird verständlich,
dass das Echtzeitsystem, das Vorteilhafterweise aus einem programmierbaren
Automaten oder dem Echtzeitteil eines Rechners vom Typ PC besteht,
sehr breit anpassbar ist und eine Zykluszeit aufweist, die kleiner
ist als 20 ms, wodurch alle Informationen, die von den Maschinen geliefert
werden, verarbeitet werden können.
In der Tat können
ein programmierbarer Automat oder ein Echtzeitteil eines PC-Rechners
eine variable Anzahl von Eingängen,
d. h. Verbindungen an Maschinen, aufnehmen, und nutzen einfach anwendbare
Programmiersprachen, so dass es nicht notwendig ist, das System
zum Verfolgen der Produktion bei Weiterentwicklungen der Produktion,
wie zum Beispiel durch Hinzufügen
neuer Maschinen, auszuwechseln, sondern eine Neuprogrammierung ausreicht.
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Einer
besonders vorteilhaften Ausführungsvariante
des Systems zum Verfolgen der Produktion zufolge umfasst dieses
einen Thin Client, der von einem Rechner vom Typ PC gebildet wird,
der einen Bildschirm, eine Tastatur und einer Zentraleinheit ohne
Festplatte aufweist und an den Server angeschlossen ist, wodurch
die Maschinenbediener die Gründe
für den
Stillstand der Maschine/n erfassen und Informationen über die
laufende Produktion sowie Datenblätter über die Qualität, die Produktion oder
die Montage anzeigen können.
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Andere
Vorteile und Merkmale ergeben sich besser aus der folgenden Beschreibung
mehrerer Ausführungsvarianten,
die für
das System zum rechnergestützten
Verfolgen der Produktion unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
als nicht einschränkendes
Beispiel gegeben werden, von denen:
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1 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems zum rechnergestützten Verfolgen
der Produktion ist,
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2 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Systems
zum rechnergestützten
Verfolgen der Produktion ist,
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3 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Systems
zum rechnergestützten
Verfolgen der Produktion ist.
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Jetzt
soll ein nicht einschränkendes
Beispiel eines Systems zum rechnergestützten Verfolgen der Produktion
für mehrere
Industriemaschinen beschrieben werden.
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Das
System zum Verfolgen der Produktion gemäß 1 wird von
einem „primären" Echtzeitsystem 1 gebildet,
das mehrere Eingänge
aufweist, die jeweils an eine Maschine 2, 3 und 4 angeschlossen sind,
und mindestens einen Ausgang, der an einen Server 5 angeschlossen
ist, wobei das besagte primäre
Echtzeitsystem ein Programm aufweist, das in der Lage ist, die Zykluszeit
jeder Maschine ausgehend von einer Erfassung von Informationen vom
Typ „Ein-Aus" oder TOR, wie die
Information der Zählung von
Teilen, auf den Maschinen erfasst werden. Die an der Maschine aus
einem elektrischen Impuls bestehende Zählinformation wird in eine
binäre
Information vom Typ 0 oder 1 umgewandelt, wodurch das Programm des „primären" Echtzeitsystems 1 in
der Lage ist, die Zählung
der Teile und die Zykluszeit zu bestimmen und dann daraus die Funktionsmodi
der besagten Maschine abzuleiten, wobei zum Beispiel die erste Information über den
Zyklus den Modus Regelung ergibt, ein automatischer Modus nach einer
bestimmten Anzahl von Zykluszeiten abgeleitet wird und ein Modus
Stopp nach Abwesenheit von Impulsen während einer vorher bestimmten
Anzahl von Zyklen abgeleitet wird. Das Programm des „primären" Echtzeitsystems 1 bestimmt
im übrigen
die Funktionszeit der Maschine in allen oben beschriebenen Modi.
Die vom „primären" Echtzeitsystem 1 erhaltenen
Informationen sowie die daraus abgeleiteten Informationen werden
an den Server 5 weitergeleitet, der sie in Form von Websites
verarbeitet, d. h. in Form von EDV-Dateien mit der Erweiterung *.html oder
einer ähnlichen
Erweiterung, um sie den Clientrechnern 6, 7 und 8 der
verschiedenen Produktionsabteilungen, der Qualitätsabteilung oder anderen zur Verfügung zu
stellen, die über
ein „Intranet"- oder „Ethernet-Netz" an ein Server 5 angeschlossen
sind und mit Webnavigatoren, üblicherweise „Browser" genannt, wie z.
B. „Netscape" oder „Internet
Explorer", was eingetragene
Marken sind, ausgerüstet sind,
um die besagten Websites zu lesen.
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Es
ist weiterhin anzumerken, dass die Websites des Servers 5 von
jedem beliebigen „Browser" gelesen werden können, unabhängig von
den Betriebssystemen der Clientrechner, die diese lesen.
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Einer
ersten Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Systems
zum Verfolgen der Produktion gemäß 1 zufolge weisen
die Maschinen 2, 3 und 4 Vorteilhafterweise
so genannte „sekundäre" Echtzeitsysteme 2a, 3a und 4a auf,
die vernetzt an den Eingang des „primären" Echtzeitsystems 1 angeschlossen
sind. Die „sekundären" Echtzeitsysteme 2a, 3a und 4a weisen
wie oben jeweils ein Programm auf, das in der Lage ist, die Zählung von
Teilen und/oder die Zykluszeit ausgehend von einer Erfassung binärer Informationen,
wie der Information Zählung
von Teilen an den Maschinen 2, 3 und 4,
zu bestimmen und dann daraus die Funktionsweise der besagten Maschinen 2, 3 und 4 und/oder
die Funktionszeit in allen Zyklen abzuleiten. In diesem Zusammenhang
ist festzustellen, dass – da
ein Teil der Informationen von den „sekundären" Echtzeitsystemen 2a, 3a und 4a verarbeitet
wird – das
primäre
Echtzeitsystem 1 von einem Teil der besagten Verarbeitungen
entlastet wird, wodurch an das besagte „primäre" Echtzeitsystem 1 mehr Maschinen
angeschlossen werden können,
die ein „sekundäres" Echtzeitsystem aufweisen
oder nicht, bei Aufrechterhaltung einer Zykluszeit zur Datenverarbeitung
von weniger als 20 ms.
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Einer
zweiten Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Systems
zum Verfolgen der Produktion zufolge wird die Funktionsweise der
Maschinen 2, 3 und 4 von den besagten
Maschinen 2, 3 und 4 oder von den Bedienern
derselben mittels zum Beispiel eines Steuerpults oder -gehäuses, die
später beschrieben
werden, direkt an das „primäre" Echtzeitsystem übertragen.
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Im übrigen kann
ein zweites primäres
Echtzeitsystem 1',
an dessen Eingängen
Maschinen 2', 3' und 4' angeschlossen
sind, Vorteilhafterweise mit einem Server 5' verbunden werden, wobei dann die Server 5 und 5' vernetzt sind.
Weiterhin können
die Bedienknöpfe 9 und 9' vorteilhafterweise
neben den Maschinen 3 und bzw. 3' positioniert und an die Echtzeitsysteme 1 und
bzw. 1' angeschlossen
werden, um ihnen zusätzliche
Informationen zu liefern, wie zum Beispiel den Grund für einen
Stillstand in bezug auf die besagten Maschinen 3 und 3'.
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Einer
anderen, besonders vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Systems zum
Verfolgen der Produktion gemäß 2 zufolge besteht
das „primäre" Echtzeitsystem 1 aus
einem programmierbaren Automaten, der einen Baugruppenrahmen 10 aufweist,
der einen Eingangs/Ausgangsblock 11 und eine Zentraleinheit 12,
gemeinhin CPU genannt, was die Abkürzung von Control Process Unity
ist, einschließt.
Außerdem
sind der Eingangs/Ausgangsblock 11, die Zentraleinheit 12 und ein
Koppler 13 an den Baugruppenrahmen 10 angeschlossen,
um den Informationstransfer vor allem zwischen dem Eingangs/Ausgangsblock 11 und
der Zentraleinheit 12 zu ermöglichen.
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Es
versteht sich von selbst, dass der Eingangs/Ausgangsblock 11 aus
dem Baugruppenrahmen 10 verlagert werden kann, d. h. außerhalb
des besagten Baugruppenrahmens 10 positioniert, wobei der
besagte Eingangs/Ausgangsblock 11 dann mit einem Feldbus
an den Koppler 13 angeschlossen wird, ohne jedoch den Rahmen
der Erfindung zu sprengen.
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Weiterhin
wäre anzumerken,
dass der programmierbare Automat 1 eine besonders zuverlässige Maschine
ist, die eine Zykluszeit von weniger als 20 ms hat, Herstellerangaben
zufolge sogar weniger als 10 ms, und die den Vorteil hat, einfach
programmierbar zu sein. In diesem nicht beschränkenden Beispiel der Erfindung
sind Maschinen 2, 3 und 4 an die Eingänge des
Blocks 11 des programmierbaren Automaten 1 angeschlossen,
wobei jede Maschine an einen Eingang des besagten Blocks 11 angeschlossen
ist, und der Server 5, der aus einer Mikropressorkarte
besteht, die ein Programm trägt
und an den Automaten 1 angeschlossen ist, im Baugruppenrahmen 10 des
besagten Automaten positioniert ist, wobei der Server 5 ebenfalls
an den Baugruppenrahmen 10 angeschlossen ist. Wie wir bereits
gesehen haben, werden die vom Automaten 1 empfangenen Informationen
an den Server 5 übertragen,
der über sein
EDV-Programm die besagten Informationen in Websites übersetzt,
um sie den Clientrechnern 6, 7 und 8 der
verschiedenen Produktionsabteilungen, der Qualitätsabteilung u. a. zur Verfügung zu
stellen, die an dem Server 5 durch ein „Intranet"- oder „Ethernet-Netz" angeschlossen sind...
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Das
System zum rechnergestützten
Verfolgen der Produktion weist weiterhin ein Steuergehäuse 9 auf,
das mit dem Eingangs/Ausgangsblock 11 des programmierbaren
Automaten 1 verbunden und neben der Maschine 3 positioniert
ist, um ergänzende
Informationen wie zum Beispiel einen Grund für einen Stillstand zur Verfügung zu
stellen, der sich auf die besagte Maschine 3 bezieht. Das
System zum Verfolgen der Produktion weist vorteilhafterweise einen
oder mehrere Bedienpulte 14 auf, von denen ein einziges
auf 2 neben der Maschine 2 dargestellt ist,
das an den programmierbaren Automaten 1 durch den Koppler 13 angeschlossen
ist und zum Beispiel aus einem Bildschirm, der 16 Zeichen anzeigt,
und einer Tastatur besteht. Mit diesem Bedienpult 14 kann
der Bediener der Maschine 2 einen Grund für den Stillstand
erfassen und eventuell die von der besagten Maschine verworfenen
Mengen, Herstellungsbefehle oder Referenzen anzeigen oder erfassen.
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Einer
anderen Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Systems
zufolge besteht das Bedienpult 14 aus einem Strichcodeleser,
der an den Koppler 13 durch eine Kabel- oder Funkverbindung angeschlossen
ist.
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Weiterhin
ist es offensichtlich, dass das Bedienpult 14 aus einem
einfachen Touchscreen bestehen kann, wobei sich die Tastatur dann
auf dem Bildschirm befindet.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 weist
das System zum rechnergestützten
Verfolgen der Produktion einen „Intranet-Server" 15 auf,
der zwischen dem/n Website-Server/n 5 und
den Clientrechnern 6, 7 und 8 geschaltet
ist, um den Eintrag von Informationen in eine Datenbank zu ermöglichen,
die größere Kapazitäten zur
Speicherung und zur Verarbeitung von Informationen hat. In der Tat entspricht
die Speicherkapazität
des Servers 5 ca. einer Woche gesammelter Daten, was für ein perfektioniertes
Verfolgen der Produktion, wofür
manchmal die Produktion eines Monats mit der eines anderen verglichen
werden muss, nicht immer ausreichend ist.
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Weiterhin
ist gemäß 2 ein
neben der Maschine 4 positionierter Thin Client 16 vorteilhafterweise
an den Webserver 5 oder an den Intranetserver 15 angeschlossen
und ermöglicht
es ihrem Bediener, die Gründe
für den
Stillstand der Maschine 4 zu erfassen und Informationen über die
laufende Produktion, Qualitäts-,
Produktions-, Montage-, Steuerungs- und Wartungsdatenblätter oder
Pläne,
Fotos usw. anzuzeigen. Der Thin Client 16 besteht aus einem
Rechner vom Typ PC ohne Festplatte, d. h. einem Rechner, der einen
Bildschirm, eine Tastatur und eine Zentraleinheit aufweist, die
von einem Motherboard und Karten zum Anschluss von Peripheriegeräten, z.
B. einer Videokarte, einer Soundkarte usw., gebildet wird. Weiterhin
können
die Bediener mit diesen Thin Clients 16 bestimmte Parameter
des Programms des Servers 5 ändern, wie z. B. die theoretische
Zykluszeit einer Maschine oder die theoretische Anzahl von Teilen
pro Zyklus.
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Es
versteht sich von selbst, dass – will
man die Produktion einer Maschine verfolgen, die einen integrierten
programmierbaren Automaten aufweist – der Webserver vorteilhafterweise
an den programmierbaren Automaten der Maschine 4 angeschlossen
sein kann, wobei der besagte Server 5 dann aus einer Mikroprozessorkarte
besteht, die an den Ausgang des Automaten innerhalb seines Baugruppenrahmens
angeschlossen ist, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung zu sprengen.
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Weiterhin
ist es offensichtlich, dass der Thin Client 16 aus einem
Rechner vom Typ PC bestehen kann, der von einem Bildschirm, einer
Tastatur, einer Zentraleinheit und einer Netzwerkkarte gebildet
wird, wobei der besagte Rechner mit einem „Browser" ausgestattet ist.
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Weiterhin
können – will man
die Produktion von Maschinen 2, 3 und 4 verfolgen,
die integrierte „sekundäre" Echtzeitsysteme 2a, 3a und 4a aufweisen,
so wie auf 1 dargestellt – das Steuergehäuse 9,
das Bedienpult 14 und der Thin Client 16 vorteilhafterweise
an die besagten „sekundären" Echtzeitsysteme 2a, 3a und 4a angeschlossen
sein, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung zu sprengen.
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Einer
letzten Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Systems
zum Verfolgen der Produktion gemäß 3 zufolge
besteht das „primäre" Echtzeitsystem 1 aus
dem Echtzeitteil 17 eines Rechners vom Typ PC, d. h. aus
Hardware, d. h. dem EDV-Gerät,
oder Software, d. h. einem Programm, und einem Eingangs/Ausgangsblock 18.
In diesem besonderen Ausführungsbeispiel
sind der Echtzeitteil 17, der Server 5 und der
Koppler 13 im Baugruppenrahmen 19 des Rechners
positioniert und an den besagten Baugruppenrahmen 19 angeschlossen,
um den Informationstransfer vor allem zwischen dem Echtzeitteil 17 und
dem Server 5 zu ermöglichen.
Der Eingangs/Ausgangsblock 18, der in dieser Ausführungsvariante
verlagert ist, d. h. außerhalb
des Baugruppenrahmens 19 positioniert und an den die Maschinen 2, 3 und 4 angeschlossen
sind, ist mit dem Koppler 13 durch einen Feldbus 20 verbunden,
z. B. mit einem Modbus, Profibus usw. Auf die gleiche Art und Weise
wie zuvor weist das System zum Verfolgen der Produktion ein Steuergehäuse 9 auf,
das an das „primäre" Echtzeitsystem 1 über den
Eingangs/Ausgangsblock 18 angeschlossen ist und/oder ein
Bedienpult 14, das an den Koppler 13 angeschlossen
ist und/oder einen Thin Client 16, der an den Server 5 angeschlossen
ist. Es ist anzumerken, dass bei dieser Ausführungsvariante der Server 5 vorteilhafterweise
gleichzeitig die Funktion als Websiteserver und die Funktionen eines
Intranetservers 15, der eine wie oben beschriebene Datenbank aufweist,
gewährleisten
kann.
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Es
versteht sich von selbst, dass das System zum rechnergestützten Verfolgen
der Produktion vorteilhafterweise Vorrichtungen zum analogen Messen aufweisen
kann, die auf den Maschinen 2, 3 und 4 positioniert
und mit dem „primären" Echtzeitsystem 1 verbunden
sind, um z. B. die Qualität
der Teile zu kontrollieren und diese eventuell zu sortieren. Die von
diesen Vorrichtungen zum analogen Messen ausgegebenen Daten werden
somit an das „primäre" Echtzeitsystem 1 und
dann an den Server 5 übertragen,
der sie den Clientrechnern 6, 7 und 8 in
Form von Websites zur Verfügung
stellt, wodurch die Qualität
zusätzlich
zur Produktion verwaltet werden kann.
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Weiterhin
ist es offensichtlich, dass der Eingang des „primären" Echtzeitsystems 1 aus einer Verbindung
vom Typ „Ein-Aus" oder ähnlichem
besteht und dass sein Ausgang entweder aus einer Verbindung vom
Typ EDV-Bus oder aus einer Verbindung vom Typ Ethernet besteht.
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Schließlich versteht
es sich von selbst, dass das System zum rechnergestützten Verfolgen
der Produktion an alle Maschinenarten angepasst werden kann, wie
z. B. an numerisch gesteuerte Maschinen, und dass die Beispiele,
die gegeben wurden, nur besondere, aber keinesfalls beschränkende illustrative
Beschreibungen der Anwendungsbereiche der Erfindung sind.