EP1689918B1 - Verfahren und vorrichtung zur auftragssteuerung eines herstellungsprozesses für ein faserprodukt - Google Patents

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EP1689918B1
EP1689918B1 EP04803289A EP04803289A EP1689918B1 EP 1689918 B1 EP1689918 B1 EP 1689918B1 EP 04803289 A EP04803289 A EP 04803289A EP 04803289 A EP04803289 A EP 04803289A EP 1689918 B1 EP1689918 B1 EP 1689918B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
production
control unit
actual
product
target
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP04803289A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1689918A1 (de
Inventor
Reinhard MÜHLENMEISTER
Jörg GROSS
Dirk Seulen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of EP1689918A1 publication Critical patent/EP1689918A1/de
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Publication of EP1689918B1 publication Critical patent/EP1689918B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D01D13/02—Elements of machines in combination
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods

Definitions

  • the invention relates to a method for order control of a production process for a fiber product and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of claim 11.
  • the production of fiber products is largely determined by the quality specifications that the fiber product should have. Regardless of whether the fiber product is a single fiber or a sheet, certain use-specific properties are required. For example, from the EP 0 580 071 A2 describe the production of a synthetic fiber in which the quality of the fiber produced is continuously monitored during the process. In the case of deviations, a process change in the production process can be carried out selectively. The manufacturing process is usually monitored and controlled from a plant control unit out.
  • the fiber products to be produced are determined by individual production orders. Each manufacturing lot of a fiber product is thus directly based on a production order.
  • the difficulty arises that, due to the complex processing steps for producing the fiber product, a large number of influencing variables leads to disruptions in the production process being unavoidable due to fluctuating quality of the fiber product or process interruptions.
  • the fiber product is divided into quality grades A, B and C.
  • a production order with a target specification of a certain product quantity of quality A can only be produced as efficiently as possible if the quality levels B and C are insignificant or even non-existent during the production process.
  • this can not be realized, since a bobbin with the crimped yarn is already rated B quality if, for example, a thread knot is formed inside the thread bobbin, which results from the transition from a supply bobbin to a reserve bobbin. Therefore, a planning for the execution of several successive production orders is hardly possible or only with a great deal of effort.
  • Another object of the invention is to constantly monitor the manufacturing process with respect to the underlying production mission.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device having the features of claim 11.
  • the invention is characterized in that an intelligent connection between the business processes and the manufacturing processes is created. This is already possible when creating new production orders within of the business process incorporate the current situation in the manufacturing process.
  • an actual nominal evaluation is carried out between the predetermined target specification for production of a fiber product and the respective actual state of the production process, which was triggered on the basis of the production order. In this case, a deviation from the target specification is displayed, so that both the current production order located in the manufacturing process and also the following production orders can be adjusted.
  • the actual state of the production process is determined by a per unit of time finished fiber product subset and from the fiber product subset a job-related actual value is calculated to the fiber product and generates a difference value from the actual target evaluation, wherein by the target specification, a product quantity and / or a production time for the given production order is determined.
  • control and planning of the production order can be carried out at an early stage with the help of just a few parameters.
  • the time unit which is relevant for the fiber product subset, could be given in coordination with the production time in hours, days, weeks or months.
  • the cumulative fiber product partial quantity can be determined after each unit of time and the actual value calculation can be used.
  • the device has a higher-level planning control unit, by means of which the actual target evaluation between the predetermined target specification determined by a production order and an actual state of the production process can be carried out.
  • the planning control unit is coupled to the plant control unit via a data connection, so that the data required for determining the actual state are accessible to the planning control unit.
  • the planning control unit enables automated planning for the production of a fiber product.
  • a fiber product both individual synthetic fibers or natural fibers and intermediates of these fibers or flat end products of these fibers, such as tissue, Knit or braids apply.
  • the device for carrying out the method in the system control unit has a means by which a fiber product partial quantity finished per unit time can be determined.
  • This means can advantageously be formed by a calculation module, by means of which an evaluation of the state variables which are continuously recorded and transmitted to the plant control unit can be carried out.
  • a weight control of the finished wound coils could be detected in a melt spinning process as state variables and summed up in the calculation module per given time unit to form a fiber product subset.
  • the planning control unit may have means which determine the required fiber product partial quantities directly from the state variables and carry out an actual value calculation.
  • the difference value resulting from the actual target evaluation can advantageously be specified as a production time difference or as a product quantity difference.
  • the actual value is calculated from the time unit, the fiber product partial quantity and the product quantity.
  • the actual value thus represents an anticipated production end time, which leads to a production time difference in the actual-target comparison with the predetermined production time. This determined production time difference must therefore be taken into account in the planning for the completion of the production order and at the beginning of subsequent production orders.
  • the difference value could be output as a product quantity difference.
  • the actual value is calculated from the fiber product partial quantity, the time unit and the production time.
  • the actual value thus represents an expected Amount of product that can be created during production time.
  • the actual-target comparison thus results in a product quantity difference, which must be based on the production order.
  • the order-related target specifications can advantageously be given up manually by an operating unit.
  • ERP enterprise resource planning
  • the target specifications can be directly automated and passed on when creating a production order at the business process level.
  • giving up the order-related target specification by the ERP control unit is particularly advantageous.
  • a preferred embodiment of the device is designed such that the planning control unit has an interface for connecting a manual operating unit and / or an interface for connecting an ERP control unit. This makes it possible to carry out a comparison between the calculated actual values and the target specification at any time within the planning control unit.
  • the difference value can be displayed both by a visualization on the operating unit or, advantageously, by a continuation to the ERP control unit.
  • the effects on subsequent production orders can thus advantageously be implemented automatically in the ERP control unit at the same time so that the business processes are updated in each case.
  • the difference value can already be calculated by a simple comparison module.
  • the difference value can then be forwarded to the ERP control unit or to an operating unit via the interfaces of the planning control unit.
  • the difference value could then trigger a change in the target specification of the current production order or a change in the target specification of the follow-on production orders.
  • follow-up production orders can also be placed directly in the planning control unit, which, after adjustment between the target specification and the difference value, creates a processing plan coordinated with the follow-up orders.
  • a processing plan could, for example, be given to the ERP control unit in order to be able to carry out a detailed planning.
  • This is also advantageous given the opportunity to counteract an impermissible deviation in the field of business processes to the effect that the target specification of the currently processing production order or follow-up production orders to change.
  • the renewed actual target evaluation leads to a new processing plan, which can be coordinated within the business process level with superordinate specifications.
  • the development of the device in which the planning control unit has a means for determining a machining plan, is therefore particularly advantageous in order to specify proposals for the further processing of the production jobs.
  • this makes it possible to provide the precursors that are processed into the fiber product in the manufacturing process; Taxes.
  • the incorporation of the processing plans created by the planning control unit into the business processes allows a high degree of flexibility with regard to the execution and execution of a large number of production orders with one production process.
  • the manufacturing process can also be divided into several independently running sub-processes.
  • a thread break within a high-speed spinning process causes the production in a spinning station is interrupted. Since the wound coils do not have the required coil weights or coil diameters at the time of yarn breakage, they could, for example, only be taken into account as C quality when determining the fiber product content. However, in order to determine a relevant for the production order fiber product subset, more example, the fiber quality determining state size are required.
  • the method variant, in which one or more state variables are detected with respect to the fiber product and / or the machine executing the processing steps are thus particularly suitable for being able to carry out automated planning in complex production processes. For this purpose, the relevant fiber product partial quantity is determined with the aid of the state variables.
  • the process variant is preferably used, in which several production orders from multiple target orders a constant comparison with the calculated actual values and thereby depending on the adjustment, the provision of precursors of the following production orders is triggered.
  • special planning algorithms can be predetermined by which, for example, priorities are predetermined.
  • Fig. 1 is an embodiment of a manufacturing process for melt-spun threads the process of the invention for job control and the device according to the invention for carrying out the method described in more detail.
  • a plurality of filaments of a thermoplastic material are spun and wound into coils.
  • the thermoplastic material is previously condyled in a granulate preparation 1.
  • the granulate preparation 1 essentially has a dryer 2 with a heater 3 and a metering 4.
  • a machine control 5.1 is provided for controlling the granulate preparation 1.
  • the dried granules are fed in metered form to a melt preparation 6.
  • Melt preparation 6 consists essentially of an extruder 7 to which the granules are fed via a filler neck 8. Within the extruder 7, an extruder screw is driven, so that the granules are melted and discharged via a melt line 9 at the outlet of the extruder 7.
  • the Melt preparation 6 is monitored and controlled by the machine control 5.2.
  • a spinning device 10 For melt-spinning, treating and winding the threads, a spinning device 10, a treatment device 15 and a winding device 17 are provided.
  • the spinning apparatus 10 has in detail a plurality of spinning pumps 11 which supply a plurality of spinning heads 12 with the melt.
  • Each of the spinning heads 12 has a plurality of spinnerets, wherein in Fig. 1 only one spinneret is shown per spinning station. Subsequently, the freshly extruded fibers are cooled by a cooling device 13 below the spinning head.
  • the treatment device 15 is formed in this embodiment by two galette units 16.1 and 16.2, through which the threads are stretched.
  • the winding device 17 has at least one winding spindle 18 per spinning station, at the periphery of which a plurality of coils 19 are formed simultaneously. Thus, each thread 20 is wound into a respective coil 19.
  • the spinning device 10, the treatment device 15 and the winding device 17 are monitored and controlled per spinning station by a position controller 14.
  • the majority of the position control 14 are coupled via a bus system with a higher-level machine control 5.3.
  • the machine controls 5.1, 5.2 and 5.3 are connected to a plant control unit 22.
  • the plant control unit 22 controls and monitors the entire production process from the precursor to the final fiber product.
  • the sensor used within the granulate preparation 1, the melt processing 6, the spinning device 10, the treatment device 15 and the winding device 17 sensor means for monitoring the manufacturing process are not shown and explained in detail. From the DE 199 11 704 A1 For example, a manufacturing process of a synthetic thread is described, from which a monitoring of the product and machine parameters is known. In that regard, reference is made to the cited reference.
  • the plant control unit 22 is connected via a data connection 24 to a higher-level planning control unit 23.
  • the planning control unit 23 has an interface 25, by means of which an ERP control unit 26 is connected to the planning control unit 23.
  • the ERP control unit 26 serves to represent the business processes in order, for example, to create and dispose of production orders. In this case, usual PPS software systems can be used.
  • a manufacturing process is produced as a fiber product, a synthetic wound on coils thread.
  • the manufacturing process is based on a production order, by which at least the amount of thread or coils to be produced is determined.
  • Such production orders are created as a business process in the ERP control unit 26 and thus trigger the manufacturing process.
  • the state variables of the production process which are issued to the system control unit 22 are used to determine an actual state of the respective production order with regard to the fiber products to be produced and to abandon the planning control unit 23.
  • an actual value relating to the production order is extrapolated from the actual state of the production process.
  • the projected actual value represents a comparison value to the target specification predefined by the ERP control unit 26.
  • An actual target evaluation carried out between the actual value and the target specification thus leads to a difference value from which a fulfillment takes place directly or non-fulfillment of the production order to the specified target specifications.
  • the of the planning control unit 23 through According to algorithms deposited deviation is supplied to the ERP control unit 26. This makes it possible to reconcile the business processes and in particular the production orders.
  • the actual state of the production process is usually determined by a finished per unit of time fiber product subset, since the target specification of the production order is usually specified in the form of information about the amount of product or alternatively a production time or by specifying the amount of product and the production time.
  • the target specification of the production order is usually specified in the form of information about the amount of product or alternatively a production time or by specifying the amount of product and the production time.
  • Fig. 2 an exemplary embodiment for forming a difference value is shown, as it would be executable, for example, in the planning control unit 23 by appropriate means and stored algorithms.
  • the example in Fig. 2 is a time axis with the reference t applied.
  • there is a target specification which requires a production time t E. Within the production time t E is defined by the target specification, the product to be produced amount of the fiber product.
  • the target specification refers here to a production order and is the planning control unit abandoned.
  • the current actual state of the manufacturing process determined in view of the produced fiber products.
  • the data contained in the system control unit 22 are for this purpose the planning control unit abandoned.
  • the unit of time here is the period from the beginning of the manufacturing process to the time t i .
  • an extrapolation of the actual value based on the production order is now carried out with the aid of the actual state.
  • the production subset which was created up to the time t I , the total amount of product is compared.
  • the quotient of the product quantity and the product subset multiplied by the time unit now yields an actual value for the production time.
  • the actual value of the production time is in Fig.
  • the production time t E can not be met, but by a difference value, in this case a production time difference is exceeded.
  • the production time difference is supplied by the planning control unit of the ERP control unit, so that a business process optimization or a change of the target specification of the production order or a postponement of subsequent production orders can take place.
  • Fig. 3 is shown another embodiment for monitoring and control of the production order.
  • a product quantity axis M is shown.
  • the target specifications which take place in the form of a maximum product quantity and a production time, are entered, the product quantity being identified by the reference symbol M E.
  • the finished fiber product subset M I is determined.
  • the actual state of the production process is then extrapolated in the planning control unit to an actual value based on the production order to be executed.
  • the time unit associated with the fiber product subset is compared with the maximum production time. The quotient of the production time and the unit of time multiplied by the fiber product partial quantity results in an actual value for the entire product quantity.
  • the actual value of the product quantity is indicated by the reference M E Ist.
  • M E Ist The actual value of the product quantity.
  • the difference in the product quantity indicates that the current actual state of the manufacturing process results in a smaller product volume while maintaining the maximum production time.
  • the product quantity difference is fed from the planning control unit to the ERP control unit.
  • Fig. 2 and Fig. 3 illustrated embodiments for monitoring a production order can already be used for simple manufacturing processes, in which only the produced fiber product subset is detected continuously. Such systems can also be executed directly without connection to an ERP control unit.
  • the scheduling control unit preferably has an interface to integrate an operation unit.
  • Fig. 1 the operating unit 27 is also shown. The connection of the operating unit 27 via a data connection is here indicated by dashed lines.
  • a first embodiment is shown schematically.
  • the plant control unit 22 is connected via a bus connection 31 to the machine controls of the manufacturing process and via a data link 24 to the planning control unit 23.
  • the process, product and machine parameters transmitted via the bus connection 31 are shared within the plant control unit 22.
  • a control module 32 by which a monitoring and control of the manufacturing process is executable.
  • the other part of the parameters is immediately forwarded directly to the higher-level planning control unit 23.
  • the parameters are given to a computing module 33, in which the current actual state of the production process is determined. From the current actual state of the production process, an extrapolation for forming the actual value is carried out in the calculation module 33. Subsequently, the actual value is supplied to a comparison module 34 in order to be able to carry out an actual nominal evaluation. For this purpose, the comparison module 34 is given the order-related target specification. From the actual target evaluation, a difference value is formed, which is supplied to an output unit 36.
  • the output unit 36 can be combined with an ERP control unit or an operating unit.
  • Fig. 5 a further embodiment of a signal flow for monitoring and controlling a production order is shown.
  • the embodiment according to Fig. 5 is essentially identical to the embodiment according to Fig. 4 , so that only the differences are shown below.
  • the system control unit 22 has a control module 32 and a computing module 35. With the calculation module 35, an actual state of the production process is determined from the product, machine and process parameters and the planning control unit 23 abandoned.
  • the planning control unit 23 includes a calculation module 33 and a comparison module 34 to form a difference value from an actual target evaluation.
  • a planning module 37 is provided within the planning control unit 23.
  • the planning module 37 is supplied with the difference value.
  • the target specifications of one or more production orders stored in the planning module 37 are compared with respect to the current difference value by means of a specific planning algorithm and converted into a processing plan and forwarded.
  • the proposal for the processing plan can be directly implemented or even customized by changing the target specifications of the production orders to existing processes.
  • the specification of the precursors can be controlled particularly advantageously.
  • the processing plan could provide the preliminary products needed in individual production orders. This makes it possible to achieve a high utilization of the machine capacity.
  • Fig. 6 is a further embodiment of a manufacturing process with inventive order control shown schematically.
  • the entire manufacturing process is formed by a total of three sub-processes.
  • a thermoplastic granules is produced.
  • the GranulatherstellRIS is designated by the reference numeral 28.
  • a multiplicity of synthetic fibers are spun from the previously produced granules.
  • the so-called tire cord manufacturing process 30 the fibers are processed by cabling into a tire cord. Such tire cord fibers are used for production needed from tires.
  • Each of the sub-processes 28, 29 and 30 are each monitored and controlled by a plant control unit 22.1, 22.2 and 22.3.
  • the plant control units 22.1, 22.2 and 22.3 are connected in parallel to the planning control unit 23 via the data links 24.1, 24.2 and 24.3.
  • the planning control unit 23 is coupled to an ERP control unit 26.
  • the fiber product to be produced relates to a tire cord.
  • three sub-processes have to be taken into account, with the intermediate products of the first and the second sub-process being essential for the final product quantity of the fiber product. If it turns out, for example, that problems arise in the first sub-process which lead to a defective quality of the required granulate, the entire process chain shifts, because for example only one granulate required with the quality level A is required for the spinning process.
  • the planning control unit 23 is given a target specification for each sub-process as well as for the final fiber product.
  • an actual nominal evaluation can be carried out in the planning control unit 23 for each subprocess so that the production order is first subdivided into individual subcontracts to be processed in succession. From the actual target evaluation for each sub-process, an effect on the entire production order can then be determined, which is continued as a difference value. This makes it possible to execute overlapping production orders.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Factory Administration (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftragssteuerung eines Herstellungsprozesses für ein Faserprodukt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
  • Die Herstellung von Faserprodukten ist maßgeblich bestimmt durch die Qualitätsvorgaben, die das Faserprodukt aufweisen soll. Unabhängig ob es sich bei dem Faserprodukt um eine einzelne Faser oder ein Flächengebinde handelt, werden bestimmte verwendungsspezifische Eigenschaften gefordert. So ist beispielsweise aus der EP 0 580 071 A2 die Herstellung einer synthetischen Faser beschrieben, bei welcher während des Prozesses kontinuierlich die jeweils produzierte Qualität der Faser überwacht wird. Im Fall von Abweichungen lässt sich dabei gezielt eine Verfahrensänderung in dem Herstellungsprozess ausführen. Der Herstellungsprozess wird dabei üblicherweise aus einer Anlagensteuereinheit heraus überwacht und gesteuert.
  • In der Praxis sind die herzustellenden Faserprodukte durch einzelne Produktionsaufträge bestimmt. Jedem Herstellungslos eines Faserproduktes liegt somit unmittelbar ein Produktionsauftrag zugrunde. Bei der Abarbeitung mehrerer Produktionsaufträge stellt sich insbesondere in dem Herstellungsprozess von Faserprodukten die Schwierigkeit, dass aufgrund der komplexen Bearbeitungsschritte zur Herstellung des Faserproduktes eine Vielzahl von Einflussgrößen dazu führt, dass Störungen im Herstellungsprozess aufgrund schwankender Qualität des Faserproduktes oder Prozessunterbrechungen unvermeidlich sind. So werden beispielsweise bei einem Herstellungsprozess von texturierten Garnen, bei welchem ein vorgelegter synthetischer Faden verstreckt und gekräuselt wird, das Faserprodukt in Qualitätsstufen A, B und C aufgeteilt. So könnte beispielsweise ein Produktionsauftrag mit einer Soll-Vorgabe einer bestimmten Produktmenge der Qualität A nur dann möglichst effizient hergestellt werden, wenn während des Herstellungsprozesses die Qualitätsstufen B und C unwesentlich oder gar nicht anfallen. Dies lässt sich jedoch nicht realisieren, da bereits eine Fadenspule mit dem gekräuselten Garn als B-Qualität bewertet wird, wenn beispielsweise innerhalb der Fadenspule ein Fadenknoten enthalten ist, der durch den Übergang von einer Vorlagespule zu einer Reservespule entsteht. Daher ist eine Planung zur Abarbeitung mehrerer aufeinander folgender Produktionsaufträge kaum bzw. nur mit sehr viel Aufwand möglich.
  • Aus der WO 94/25869 ist ein Verfahren zur Fehlerdiagnose in einem Herstellungsprozess eines synthetischen Fadens bekannt. Dabei werden jedoch nur Abweichungen von normalen Prozess- und Fadenparametern überwacht, wie etwa Fadenspannung, Spulengewicht, Fadendicke oder Fadentemperatur.
  • Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Auftragssteuerung eines Herstellungsprozesses für ein Faserprodukt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchem eine Planung zur Ausführung von Produktionsaufträgen möglich ist.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, den Herstellungsprozess im Hinblick auf den zugrunde liegenden Produktionsauftrag ständig zu überwachen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der einzelnen abhängigen Ansprüche definiert.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine intelligente Verbindung zwischen den Geschäftsprozessen und den Herstellungsprozessen geschaffen wird. So lässt sich bereits beim Neuanlegen von Produktionsaufträgen innerhalb des Geschäftsprozesses die momentane Situation in dem Herstellungsprozess mit einbinden. Hierzu wird erfindungsgemäß eine Ist-Soll-Auswertung zwischen der durch einen Produktionsauftrag vorbestimmten Soll-Vorgabe zur Herstellung eines Faserproduktes und dem jeweiligen Ist-Zustand des Herstellungsprozesses, welcher aufgrund des Produktionsauftrages ausgelöst wurde, durchgeführt. Dabei wird eine Abweichung von der Soll-Vorgabe angezeigt, so dass sowohl der momentane im Herstellungsprozess befindliche Produktionsauftrag bzw. auch folgende Produktionsaufträge angepasst werden können. Dabei wird der Ist-Zustand des Herstellungsprozesses durch eine pro Zeiteinheit fertig gestellte Faserproduktteilmenge bestimmt und aus der Faserproduktteilmenge wird ein auftragsbezogener Ist-Wert zu dem Faserprodukt errechnet und ein Differenzwert aus der Ist-Soll-Auswertung erzeugt, wobei durch die Soll-Vorgabe eine Produktmenge und / oder eine Produktionszeit für den vorgegebenen Produktionsauftrag bestimmt ist. Damit kann bereits mit Hilfe weniger Parameter eine Steuerung und Planung des Produktionsauftrages zu einem frühen Zeitpunkt ausgeführt. Die Zeiteinheit, die für die Faserproduktteilmenge maßgeblich ist, könnte in Abstimmung zu der Produktionszeit in Stunden, Tagen, Wochen oder Monaten vorgegeben werden. Dabei lässt sich bei fortlaufendem Herstellungsprozess nach jeder Zeiteinheit jeweils die kumulativ hergestellte Faserproduktteilmenge ermitteln und der Ist-Wert-Berechnung zugrunde legen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine übergeordnete Planungssteuereinheit auf, durch welche die Ist-Soll-Auswertung zwischen der durch einen Produktionsauftrag vorbestimmten Soll-Vorgabe und einem Ist-Zustand des Herstellungsprozesses ausführbar ist. Hierbei ist die Planungssteuereinheit über eine Datenverbindung mit der Anlagensteuereinheit gekoppelt, so dass die zur Bestimmung des Ist-Zustandes erforderlichen Daten der Planungssteuereinheit zugänglich sind. Die Planungssteuereinheit ermöglicht eine automatisierte Planung zur Herstellung eines Faserproduktes. Als Faserprodukt können sowohl einzelne synthetische Fasern oder Naturfasern als auch Zwischenprodukte dieser Fasern oder flächige Endprodukte aus diesen Fasern wie beispielsweise Gewebe, Gestrick oder Geflechte gelten. Außerdem weist die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens in der Anlagensteuereinheit ein Mittel auf, durch welche eine pro Zeiteinheit fertiggestellte Faserproduktteilmenge bestimmbar ist. Dieses Mittel lässt sich vorteilhaft durch ein Rechenmodul ausbilden, durch welches eine Auswertung der laufend erfassten und der Anlagensteuereinheit übermittelten Zustandsgrößen ausgeführt werden kann. Im einfachsten Falle könnte beispielsweise eine Gewichtskontrolle der fertig gewickelten Spulen in einem Schmelzspinnprozess als Zustandsgrößen erfasst und in dem Rechenmodul pro vorgegebener Zeiteinheit zu einer Faserproduktteilmenge aufsummiert werden.
  • Es ist jedoch auch möglich, dass die Planungssteuereinheit über Mittel verfügt, die unmittelbar aus den Zustandsgrößen die erforderlichen Faserproduktteilmengen ermitteln und eine Ist-Wert-Berechnung vornehmen.
  • Der aus der Ist-Soll-Auswertung sich ergebende Differenzwert kann je nach Soll-Vorgabe vorteilhaft als eine Produktionszeitdifferenz oder aber als eine Produktmengendifferenz angegeben werden. Für den Fall, dass die durch die Soll-Vorgabe vorgegebene Produktmenge zur Erfüllung des Produktionsauftrages unbedingt einzuhalten ist, wird der Ist-Wert aus der Zeiteinheit, der Faserproduktteilmenge und der Produktmenge errechnet. Der Istwert stellt somit eine voraussichtliche Produktionsendzeit dar, die bei dem Ist-Soll-Vergleich mit der vorgegebnen Produktionszeit zu einer Produktionszeitdifferenz führt. Diese ermittelte Produktionszeitdifferenz ist somit in der Planung zur Fertigstellung des Produktionsauftrages sowie zu Beginn nachfolgender Produktionsaufträge zu berücksichtigen.
  • Für den Fall, dass die durch Soll-Vorgabe vorgegebene Produktionszeit aufgrund besonders dringlicher Folgeaufträge unbedingt einzuhalten ist, könnte der Differenzwert als eine Produktmengendifferenz ausgegeben werden. Hierzu wird der Ist-Wert aus der Faserproduktteilmenge, der Zeiteinheit und der Produktionszeit errechnet. Der Ist-Wert stellt somit eine voraussichtliche Produktmenge, die während der Produktionszeit erstellt werden kann. Bei dem Ist-Soll-Vergleich ergibt sich somit eine Produktmengendifferenz, die dem Produktionsauftrag zugrunde gelegt werden muß.
  • Bei einfachen Herstellungsprozessen und -anlagen lassen sich die auftragsbezogenen Soll-Vorgaben vorteilhaft manuell durch eine Bedienungseinheit aufgeben. In der Praxis werden jedoch üblicherweise ERP-Steuereinheiten (Enterprise Resource Planning) verwendet, um die Geschäftsprozesse zu führen. Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Soll-Vorgaben beim Anlegen eines Produktionsauftrages auf der Geschäftsprozessebene unmittelbar automatisierte und weitergeben werden können. Somit ist das Aufgeben der auftragsbezogenen Soll-Vorgabe durch die ERP-Steuereinheit besonders vorteilhaft.
  • Zur Durchführung der Verfahrensvariante ist eine bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung derart ausgebildet, dass die Planungssteuereinheit eine Schnittstelle zur Anbindung einer manuellen Bedienungseinheit und / oder eine Schnittstelle zur Anbindung einer ERP-Steuereinheit aufweist. Damit lässt sich innerhalb der Planungssteuereinheit zu jedem Zeitpunkt ein Abgleich zwischen den errechneten Ist-Werten und der Soll-Vorgabe durchführen.
  • Um die Abweichung von der Soll-Vorgabe ständig in eine Planung umsetzen zu können, läßt sich der Differenzwert sowohl durch eine Visualisierung an der Bedienungseinheit oder aber vorteilhaft durch eine Weiterführung an die ERP-Steuereinheit anzeigen. Im letzteren Falle lassen sich damit vorteilhaft gleichzeitig die Auswirkungen auf nachfolgende Produktionsaufträge automatisiert in der ERP-Steuereinheit umsetzen, so dass die Geschäftsprozesse jeweils aktualisiert sind.
  • Hierzu weist eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung innerhalb der Planungssteuereinheit ein Mittel zum Erzeugen eines Differenzwertes auf. Unter der Vorraussetzung, dass der errechnete Ist-Wert und die Soll-Vorgabe auf gleicher Basis vorliegen, lässt sich der Differenzwert bereits durch einen einfachen Vergleichsmodul errechnen. Über die Schnittstellen der Planungssteuereinheit kann sodann der Differenzwert an die ERP-Steuereinheit oder an eine Bedienungseinheit weitergeleitet werden. Durch den Differenzwert könnte sodann eine Änderung der Soll-Vorgabe des gerade arbeitenden Produktionsauftrags oder eine Änderung der Soll-Vorgabe der Folgeproduktionsaufträge auslösen.
  • Grundsätzlich können derartige Folgeproduktionsaufträge auch unmittelbar in der Planungssteuereinheit aufgegeben sein, die nach Abgleich zwischen der Soll-Vorgabe und dem Differenzwert eine auf die Folgeaufträge abgestimmten Bearbeitungsplan erstellt. Ein derartiger Bearbeitungsplan ließe sich beispielsweise der ERP-Steuereinheit aufgeben, um eine Feinplanung ausführen zu können. Damit ist auch vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, eine unzulässige Abweichung im Bereich der Geschäftsprozesse dahingehend entgegenzuwirken, dass die Soll-Vorgabe des gerade bearbeitenden Produktionsauftrages oder der Folgeproduktionsaufträge zu ändern. Somit führt die erneute Ist-Soll-Auswertung zu einem neuen Bearbeitungsplan, welcher innerhalb der Geschäftsprozessebene mit übergeordneten Vorgaben abgestimmt werden kann.
  • Die Weiterbildung der Vorrichtung, bei welcher die Planungssteuereinheit ein Mittel zur Ermittlung eines Bearbeitungsplanes aufweist, ist daher besonders vorteilhaft, um Vorschläge für die weitere Verarbeitung der Produktionsaufträge vorzugeben. Insbesondere lassen sich damit die Bereitstellung der Vorprodukte, die in dem Herstellungsprozess zu dem Faserprodukt verarbeitete werden; steuern. Die Einbindung der durch die Planungssteuereinheit erstellten Bearbeitungspläne in die Geschäftsprozesse ermöglicht eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Ausführung und Abwicklung einer Vielzahl von Produktionsaufträgen mit einem Herstellungsprozess. Hierbei kann der Herstellungsprozess auch an mehrere unabhängig voneinander ablaufende Teilprozesse gegliedert sein.
  • Aufgrund der komplexen Herstellungsprozesse wirken eine Vielzahl von Maschinen und Produktparametern auf das zu erstellende Faserprodukt ein. So führt beispielsweise ein Fadenbruch innerhalb eines Schnellspinnprozesses dazu, dass die Produktion in einer Spinnstelle unterbrochen ist. Da zum Zeitpunkt des Fadenbruches die gewickelten Spulen nicht die erforderliche Spulengewichte bzw. Spulendurchmesser aufweisen, könnten diese bei Bestimmung der Faserproduktteihnengen beispielsweise nur als C-Qualität berücksichtigt werden. Um dennoch eine für den Produktionsauftrag maßgebliche Faserproduktteilmenge zu bestimmen, sind weitere beispielsweise die Faserqualität bestimmende Zustandsgröße erforderlich. Die Verfahrensvariante, bei welcher ein oder mehrere Zustandsgrößen im Bezug auf das Faserprodukt und / oder der die Bearbeitungsschritte ausführende Maschine erfasst werden, sind somit besonders geeignet, um bei komplexen Herstellungsprozessen eine automatisierte Planung ausführen zu können. Hierzu werden mit Hilfe der Zustandsgrößen die maßgebliche Faserproduktteilmenge bestimmt.
  • Zur Erreichung einer möglichst vollständigen Auslastung der Produktionsanlage ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher aus mehreren Soll-Vorgaben mehrere Produktionsaufträge ein ständiger Abgleich mit dem errechneten Ist-Werten erfolgt und dabei in Abhängigkeit von dem Abgleich die Bereitstellung von Vorprodukte der folgenden Produktionsaufträge ausgelöst wird. Hierbei können besondere Planungsalgorithmen vorgegeben sein, durch welche beispielsweise Prioritäten vorgegeben sind.
  • Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher erläutert.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1
    Schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Herstellungsprozesses für ein Faserprodukt mit erfindungsgemäßer Auftragssteuerung;
    Fig. 2
    schematisch ein Beispiel zur Bestimmung eines Differenzwertes für einen Produktionsauftrag;
    Fig. 3
    schematisch ein weiteres Beispiel zur Bestimmung eines Differenzwertes für einen Produktionsauftrag;
    Fig. 4
    schematisch ein Signalfluß eines Ausführungsbeispiels zur Überwachung eines Produktionsauftrages;
    Fig. 5
    schematisch ein Signalfluß eines weiteren Ausführungsbeispiels zur Überwachung eines Produktionsauftrages und
    Fig. 6
    schematisch ein mehrstufiger Herstellungsprozeß für ein Faserprodukt mit erfindungsgemäßer Auftragssteuerung.
  • In Fig. 1 ist an einem Ausführungsbeispiel eines Herstellungsprozesses für Schmelzgesponnene Fäden das erfindungsgemäße Verfahren zur Auftragssteuerung sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher beschrieben.
  • In dem Herstellungsprozess wird eine Vielzahl von Fäden aus einem thermoplastischen Material gesponnen und zu Spulen aufgewickelt. Hierzu wird das thermoplastische Material zuvor in einer Granulataufbereitung 1 kondentioniert. Die Granulataufbereitung 1 weist im wesentlichen einen Trockner 2 mit einer Heizung 3 sowie eine Dosierung 4 auf. Zur Steuerung der Granulataufbereitung 1 ist eine Maschinensteuerung 5.1 vorgesehen. Das getrocknete Granulat wird dosiert einer Schmelzeaufbereitung 6 zugeführt. Die Schmelzeaufbereitung 6 besteht im wesentlichen aus einem Extruder 7, dem über einen Einfüllstutzen 8 das Granulat zugeführt wird. Innerhalb des Extruders 7 ist eine Extruderschnecke angetrieben, so dass das Granulat aufgeschmolzen wird und über eine Schmelzeleitung 9 am Ausgang des Extruders 7 abgeführt. Die Schmelzeaufbereitung 6 wird über die Maschinensteuerung 5.2 überwacht und gesteuert.
  • Zum Schmelzspinnen, Behandeln und Aufwickeln der Fäden ist eine Spinnvorrichtung 10, eine Behandlungseinrichtung 15 und eine Aufwickeleinrichtung 17 vorgesehen. Die Spinnvorrichtung 10 weist im einzelnen eine Mehrzahl von Spinnpumpen 11 auf, die eine Mehrzahl von Spinnköpfen 12 mit der Schmelze versorgen. Jeder der Spinnköpfe 12 weist mehrere Spinndüsen auf, wobei in Fig. 1 pro Spinnstelle nur eine Spinndüse dargestellt ist. Anschließend werden die frisch extrudierten Fasern durch eine Kühleinrichtung 13 unterhalb des Spinnkopfes abgekühlt.
  • Die Behandlungsvorrichtung 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Galetteneinheiten 16.1 und 16.2 gebildet, durch welche die Fäden verstreckt werden.
  • Die Aufwickeleinrichtung 17 weist pro Spinnstelle zumindest eine Spulspindel 18 auf, an deren Umfang mehrere Spulen 19 gleichzeitig gebildet werden. So wird jeder Faden 20 zu jeweils einer Spule 19 aufgewickelt.
  • Die Spinnvorrichtung 10, die Behandlungsvorrichtung 15 und die Aufwickeleinrichtung 17 werden pro Spinnstelle durch eine Stellensteuerung 14 überwacht und gesteuert. Die Mehrzahl der Stellensteuerung 14 sind dabei über ein Bus-System mit einer übergeordneten Maschinensteuerung 5.3 gekoppelt.
  • Die Maschinensteuerungen 5.1, 5.2 und 5.3 sind mit einer Anlagensteuereinheit 22 verbunden. Über die Anlagensteuereinheit 22 wird der gesamte Herstellungsprozess vom Vorprodukt bis zum Faserendprodukt gesteuert und überwacht. Die innerhalb der Granulataufbereitung 1, der Schmelzeaufbereitung 6, der Spinnvorrichtung 10, der Behandlungseinrichtung 15 und der Aufwickeleinrichtung 17 eingesetzte Sensormittel zur Überwachung des Herstellungsprozesses sind hier nicht näher dargestellt und erläutert. Aus der DE 199 11 704 A1 ist beispielsweise ein Herstellungsprozess eines synthetischen Fadens beschrieben, aus welchem eine Überwachung der Produkt- und Maschinenparameter bekannt ist. Insoweit wird auf die zitiert Druckschrift Bezug genommen.
  • Die Anlagensteuereinheit 22 ist über eine Datenverbindung 24 mit einer übergeordneten Planungssteuereinheit 23 verbunden. Die Planungssteuereinheit 23 weist eine Schnittstelle 25 auf, durch welche eine ERP-Steuereinheit 26 mit der Planungssteuereinheit 23 verbunden ist. Die ERP-Steuereinheit 26 dient zur Abbildung der Geschäftsprozesse um beispielsweise Produktionsaufträge anzulegen und zu dispositionieren. Hierbei können übliche PPS-Softwaresysteme zur Anwendung kommen.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Herstellungsprozesses wird als Faserprodukt ein synthetisch auf Spulen gewickelter Faden hergestellt. Dem Herstellungsprozess liegt hierbei ein Produktionsauftrag zugrunde, durch welchen zumindest die herzustellende Menge an Faden oder an Spulen bestimmt ist. Derartige Produktionsaufträge werden als Geschäftsprozess in der ERP-Steuereinheit 26 angelegt und lösen somit den Herstellungsprozess aus. Um während der Bearbeitung des Produktionsauftrages eine Überwachung und Steuerung des Produktionsauftrages ausführen zu können, werden die der Anlagensteuereinheit 22 aufgegebenen Zustandsgrößen des Herstellungsprozesses dazu genutzt, um einen Ist-Zustand des jeweiligen Produktionsauftrages im Hinblick auf das herzustellende Faserprodukte zu ermitteln und der Planungssteuereinheit 23 aufzugeben. Innerhalb der Planungssteuereinheit 23 wird aus dem Ist-Zustand des Herstellungsprozesses ein Ist-Wert bezogen auf den Produktionsauftrag hochgerechnet. Der hochgerechnete Ist-Wert stellt einen Vergleichwert zu der durch die ERP-Steuereinheit 26 vorgegebene Soll-Vorgabe dar. Eine zwischen dem Ist-Wert und der Soll-Vorgabe durchgeführte Ist-Soll-Auswertung führt somit zu einem Differenzwert, aus denen unmittelbar eine Erfüllung oder Nichterfüllung des Produktionsauftrages zu den vorgegebenen Soll-Vorgaben hervorgeht. Die von der Planungssteuereinheit 23 durch entsprechend hinterlegte Algorithmen ermittelte Abweichung wird der ERP-Steuereinheit 26 zugeführt. Somit ist ein Abgleich der Geschäftsprozesse und insbesondere der Produktionsaufträge möglich.
  • Der Ist-Zustand des Herstellungsprozesses wird üblicherweise durch eine pro Zeiteinheit fertig gestellte Faserproduktteilmenge bestimmt, da die Soll-Vorgabe des Produktionsauftrages üblicherweise in Form von Angaben über die Produktmenge oder alternativ eine Produktionszeit oder durch Angaben der Produktmenge und der Produktionszeit vorgegeben ist. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel zur Bildung eines Differenzwertes aufgezeigt, wie sie beispielsweise in der Planungssteuereinheit 23 durch entsprechende Mittel und hinterlegten Algorithmen ausführbar wäre. Bei dem Beispiel in Fig. 2 ist eine Zeitachse mit dem Bezugszeichen t aufgetragen. Hierbei besteht eine Soll-Vorgabe, die eine Produktionszeit tE erfordert. Innerhalb der Produktionszeit tE ist durch die Soll-Vorgabe die herzustellende Produktmenge des Faserproduktes definiert. Die Soll-Vorgabe bezieht sich hierbei auf einen Produktionsauftrag und ist der Planungssteuereinheit aufgegeben. Während des Herstellungsprozesses wird zu einem Zeitpunkt ti, der wesentlich kleiner ist als die gesamte Produktionszeit tE, der momentane Ist-Zustand des Herstellungsprozesses im Hinblick auf die herzustellenden Faserprodukte ermittelt. Die in der Anlagensteuereinheit 22 enthaltenen Daten werden hierzu der Planungssteuereinheit aufgegeben. Die Zeiteinheit ist hierbei der Zeitraum, von Beginn des Herstellungsprozesses bis zum Zeitpunkt ti. In der Planungssteuereinheit wird nun mit Hilfe des Ist-Zustandes eine Hochrechnung des Ist-Wertes bezogen auf den Produktionsauftrag ausgeführt. So wird die Produktionsteilmenge, die bis zu dem Zeitpunkt tI erstellt wurde, der gesamten Produktmenge gegenübergestellt. Der Quotient aus der Produktmenge und der Produktteilmenge multipliziert mit der Zeiteinheit ergibt nun einen Ist-Wert für die Produktionszeit. Der Ist-Wert der Produktionszeit ist in Fig. 2 durch das Bezugszeichen tEist gekennzeichnet. Es wird ersichtlich, dass zur Erfüllung des Produktionsauftrages die Produktionszeit tE nicht eingehalten werden kann, sondern um einen Differenzwert, in diesem Fall eine Produktionszeitdifferenz überschritten wird. Die Produktionszeitdifferenz wird von der Planungssteuereinheit der ERP-Steuereinheit zugeführt, so dass eine Geschäftsprozessoptimierung bzw. eine Änderung der Soll-Vorgabe des Produktionsauftrages oder eine Verschiebung nachfolgender Produktionsaufträge erfolgen kann.
  • In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Überwachung und Steuerung des Produktionsauftrages aufgezeigt. Hierbei ist eine Produktmengenachse M gezeigt. Die Soll-Vorgaben, die in Form einer maximalen Produktmenge und einer Produktionszeit erfolgen, sind eingetragen, wobei die Produktmenge mit dem Bezugszeichen ME gekennzeichnet ist. Zu einem möglichst frühen Zeitpunkt während des Herstellungsprozesses wird die fertig gestellte Faserproduktteilmenge MI bestimmt. Der Ist-Zustand des Herstellungsprozesses wird sodann in der Planungssteuereinheit zu einem Ist-Wert bezogen auf den auszuführenden Produktionsauftrag hochgerechnet. Hierzu wird die der Faserproduktteilmenge zugeordnete Zeiteinheit mit der maximalen Produktionszeit verglichen. Mit dem Quotienten aus der Produktionszeit und der Zeiteinheit multipliziert mit der Faserproduktteilmenge ergibt sich ein Ist-Wert für die gesamte Produktmenge. Der Ist-Wert der Produktmenge ist mit dem Bezugszeichen ME Ist eingetragen. Hierbei erkennt man eine Differenz zwischen der gesamten durch Soll-Vorgabe bestimmten Produktmenge ME und dem Ist-Wert der Produktmenge ME Ist. Die Produktmengendifferenz lässt erkennen, dass der momentane Ist-Zustand des Herstellungsprozesses bei Einhaltung der maximalen Produktionszeit eine geringere Produktmenge ergibt. Die Produktmengendifferenz wird von der Planungssteuereinheit der ERP-Steuereinheit zugeführt.
  • Bei dem in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispielen zur Überwachung eines Produktionsauftrages lassen sich bereits für einfache Herstellungsprozesse anwenden, bei welchen lediglich die hergestellte Faserproduktteilmenge laufend erfasst wird. Derartige Systeme können auch unmittelbar ohne Anbindung an eine ERP-Steuereinheit ausgeführt werden. In derartigen Fällen weist die Planungssteuereinheit vorzugsweise eine Schnittstelle auf, um eine Bedienungseinheit einzubinden. In Fig. 1 ist die Bedienungseinheit 27 ebenfalls eingezeichnet. Die Anbindung der Bedienungseinheit 27 über eine Datenverbindung ist hierbei gestrichelt gekennzeichnet.
  • Unabhängig von der Anbindung an eine EPR-Steuereinheit oder eine Bedienungseinheit ist das Zusammenwirken von der Planungssteuereinheit mit der Anlagensteuereinheit wesentlich für die Überwachung und Steuerung der Produktionsaufträge. In Fig. 4 ist hierzu ein erstes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Anlagensteuereinheit 22 ist über eine Bus-Verbindung 31 mit den Maschinensteuerungen des Herstellungsprozesses sowie über eine Datenverbindung 24 mit der Planungssteuereinheit 23 verbunden. Die über die Bus-Verbindung 31 übermittelten Prozess-, Produkt- und Maschinenparameter werden innerhalb der Anlagensteuereinheit 22 geteilt. Einmal werden die Prozess-, Produkt- und Maschinenparameter innerhalb der Anlagensteuereinheit einem Steuermodul 32 zugeführt, durch welches eine Überwachung und Steuerung des Herstellungsprozesses ausführbar ist. Der andere Teil der Parameter wird unmittelbar direkt an die übergeordnete Planungssteuereinheit 23 weitergeführt. In der Planungssteuereinheit 23 werden die Parameter einem Rechenmodul 33 aufgegeben, in welchem der momentane Ist-Zustand des Herstellungsprozesses ermittelt wird. Aus dem momentanen Ist-Zustand des Herstellungsprozesses wird in dem Rechenmodul 33 eine Hochrechnung zur Bildung des Ist-Wertes durchgeführt. Anschließend wird der Ist-Wert einem Vergleichmodul 34 zugeführt, um eine Ist-Soll-Auswertung ausführen zu können. Hierzu wird dem Vergleichsmodul 34 die auftragsbezogene Soll-Vorgabe aufgegeben. Aus der Ist-Soll-Auswertung wird ein Differenzwert gebildet, der einer Ausgabeeinheit 36 zugeführt wird. Die Ausgabeeinheit 36 läßt sich hierbei mit einer ERP-Steuereinheit oder einer Bedienungseinheit kombinieren.
  • In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Signalfluß zur Überwachung und Steuerung eines Produktionsauftrages gezeigt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, so dass nachfolgend nur die Unterschiede aufgezeigt werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist die Anlagensteuereinheit 22 ein Steuermodul 32 und ein Rechenmodul 35 auf. Mit dem Rechenmodul 35 werden aus den Produkt-, Maschinen- und Prozessparametern ein Ist-Zustand des Herstellungsprozesses ermittelt und der Planungssteuereinheit 23 aufgegeben. Die Planungssteuereinheit 23 enthält ein Rechenmodul 33 und ein Vergleichsmodul 34, um einen Differenzwert aus einer Ist-Soll-Auswertung zu bilden. Innerhalb der Planungssteuereinheit 23 ist ein Planungsmodul 37 vorgesehen. Dem Planungsmodul 37 wird der Differenzwert zugeführt. Die in dem Planungsmodul 37 hinterlegten Soll-Vorgaben eines oder mehrerer Produktionsaufträge werden im Hinblick auf den aktuellen Differenzwert mittels eines bestimmten Planungsalgorithmen verglichen und zu einem Bearbeitungsplan umgesetzt und weitergeleitet. Somit lässt sich innerhalb einer ERP-Steuereinheit der Vorschlag zum Bearbeitungsplan unmittelbar umsetzen oder auch individuelle durch Veränderung der Soll-Vorgaben der Produktionsaufträge an bestehende Abläufe anpassen. Besonders vorteilhaft kann dabei gleichzeitig die Vorgabe der Vorprodukte gesteuert werden. So könnte beispielsweise über den Bearbeitungsplan die Bereitstellung der in einzelnen Produktionsaufträgen benötigten Vorprodukte erfolgen. Damit ist eine hohe Ausnutzung der Maschinenkapazität zu erreichen.
  • In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Herstellungsprozesses mit erfindungsgemäßer Auftragssteuerung schematisch dargestellt. Hierbei wird der gesamte Herstellungsprozess durch insgesamt drei Teilprozesse gebildet. In einem ersten Teilprozess wird ein thermoplastisches Granulat hergestellt. Der Granulatherstellprozess ist mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet. In einem Spinnprozess 29 wird aus dem zuvor hergesellten Granulat eine Vielzahl von synthetischen Fasern gesponnen. In einem dritten Teilprozess, dem sogenannten Reifencord-Herstellungsprozess 30 werden die Fasern durch Kablieren zu einem Reifencord weiterverarbeitet. Derartige Reifencord-Fasern werden zur Herstellung von Reifen benötigt. Jeder der Teilprozesse 28, 29 und 30 werden jeweils durch eine Anlagensteuereinheit 22.1, 22.2 und 22.3 überwacht und gesteuert. Die Anlagensteuereinheiten 22.1, 22.2 und 22.3 sind über die Datenverbindungen 24.1, 24.2 und 24.3 parallel mit der Planungssteuereinheit 23 verbunden. Die Planungssteuereinheit 23 ist mit einer ERP-Steuereinheit 26 gekoppelt.
  • Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel betrifft das herzustellende Faserprodukt einen Reifencord. Bei der Produktmenge und der Produktionszeit sind hierbei drei Teilprozesse zu berücksichtigen, wobei die Zwischenprodukte des ersten und des zweiten Teilprozesses wesentlich für die endgültige Produktmenge des Faserproduktes ist. Stellt sich beispielsweise heraus, dass bei dem ersten Teilprozess sich Probleme einstellen, die zu einer mangelhaften Qualität des geforderten Granulates führen, verschiebt sich somit die gesamte Prozesskette, da für den Spinnprozess beispielsweise nur eine mit der Qualitätsstufe A gefordertes Granulat benötigt wird. Um die Auswirkungen und das Zusammenspiel aller Teilprozesse im Bezug auf den Produktionsauftrag zu erfassen, ist der Planungssteuereinheit 23 zu jedem Teilprozess sowie zu dem endgültigen Faserprodukt eine Soll-Vorgabe vorgegeben. Dabei lässt sich in der Planungssteuereinheit 23 zu jedem Teilprozess eine Ist-Soll-Auswertung ausführen, so dass der Produktionsauftrag zunächst in einzelne hintereinander abzuwickelnde Teilaufträge untergliedert ist. Aus der Ist-Soll-Auswertung für jeden Teilprozess lässt sich anschließend eine Auswirkung auf den gesamten Produktionsauftrag ermitteln, welcher als Differenzwert weitergeführt wird. Dadurch ist es möglich, überlappende Produktionsaufträge auszuführen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Granulataufbereitung
    2
    Trockner
    3
    Heizung
    4
    Dosierung
    5, 5.1, 5.2, 5.3
    Maschinensteuerung
    6
    Schmelzeaufbereitung
    7
    Extruder
    8
    Einfüllstutzen
    9
    Schmelzeleitung
    10
    Spinnvorrichtung
    11
    Spinnpumpe
    12
    Spinnkopf
    13
    Kühleinrichtung
    14
    Stellensteuerung
    15
    Behandlungsvorrichtung
    16.1, 16.2
    Galetteneinheit
    17
    Aufwickeleinrichtung
    18
    Spulspindel
    19
    Spule
    20
    Faden
    22, 22.1, 22.2, 22.3
    Anlagensteuereinheit
    23
    Planzungsteuereinheit
    24, 24.1, 24.2, 24.3
    Datenverbindung
    25
    Schnittstelle
    26
    ERP-Steuereinheit
    27
    Bedienungseinheit
    28
    Granulatherstellungsprozess
    29
    Spinnprozess
    30
    Reifencordherstelprozess
    31
    BUS-Verbindung
    32
    Steuermodul
    33
    Rechenmodul
    34
    Vergleichsmodul
    35
    Rechenmodul
    36
    Ausgabeeinheit
    37
    Planungsmodul

Claims (16)

  1. Verfahren zur Auftragssteuerung eines Herstellungsprozesses für ein Faserprodukt, bei welchem zumindest ein Vorprodukt bereitgestellt und zu dem Faserprodukt weiterverarbeitet wird, bei welchem die einzelnen Bearbeitungsschritte der Weiterverarbeitung durch Maschinen ausgeführt werden, bei welchem der Ablauf des Herstellungsprozesses durch eine Sollvorgabe eines Produktionsauftrages bestimmt ist, und bei welchem der Ist-Zustand des Herstellungsprozesses erfasst wird, wobei eine Ist-Soll-Auswertung zwischen der durch den Produktionsauftrag vorbestimmten Sollvorgabe und dem Ist-Zustand des Herstellungsprozesses durchgeführt wird und wobei eine Abweichung von der Sollvorgabe angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Zustand des Herstellungsprozesses durch eine pro Zeiteinheit fertig gestellte Faserproduktteilmenge bestimmt wird und dass aus der Faserproduktteilmenge ein auftragsbezogener Ist-Wert zu dem Faserprodukt errechnet und ein Differenzwert aus der Ist-Soll-Auswertung erzeugt wird, wobei durch die Sollvorgabe eine Produktmenge und/oder eine Produktzeit für den vorgegebenen Produktionsauftrag bestimmt ist..
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Wert aus der Zeiteinheit, der Faserproduktteilmenge und der Produktmenge errechnet wird, wobei der Ist-Soll-Vergleich als Differenzwert eine Produktionszeitdifferenz ergibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Wert aus der Faserproduktteilmenge, der Zeiteinheit und der Produktionszeit errechnet wird, wobei der Ist-Soll-Vergleich als Differenzwert eine Produktmengendifferenz ergibt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auftragsbezogene Sollvorgabe manuell durch eine Bedienungseinheit oder durch eine ERP-Steuereinheit vorgegeben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzwert durch eine Visualisierung an der Bedienungseinheit oder durch eine Weiterführung an die EPR-Steuereinheit angezeigt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgleich zwischen der Sollvorgabe und dem Differenzwert bezogen auf mehrere folgende Produktionsaufträge erstellt wird und dass aus dem Abgleich ein Bearbeitungsplan abgeleitet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichterfüllung der Soll-Vorgabe eine Änderung der Soll-Vorgabe erfolgt und dass aus einer erneuerten Ist-Soll-Auswertung ein neuer Bearbeitungsplan erstellt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Zustandsgrößen in Bezug auf das Faserprodukt und/oder der die Bearbeitungsschritte ausführenden Maschinen erfasst werden und dass die Faserproduktteilmenge mit Hilfe der Zustandsgrößen ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Soll-Vorgaben mehrerer Produktionsaufträge vorgegeben werden, dass die Soll-Vorgaben und der Ist-Wert nach einem Planungsalgorithmus abgeglichen werden und dass in Abhängigkeit von dem Abgleich die Bereitstellung von Vorprodukten der folgenden Aufträge ausgelöst wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Vorgabe durch Angaben zu Produktmerkmalen und Produktqualitäten ergänzt sind.
  11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Herstellungsanlage für ein aus zumindest einem Vorprodukt hergestelltes Faserprodukt bestehend aus mehreren Maschinen (1, 6, 10, 15, 17) und mit einer Anlagensteuereinheit (22), welches über ein Steuer- und Überwachungsnetzwerk (31) mit den Maschinen (1, 6, 10, 15, 17) verbunden ist, wobei eine übergeordnete Planungssteuereinheit (23) zur Ausführung einer Ist-Soll-Auswertung zwischen einer durch einen Produktionsauftrag vorbestimmten Sollvorgabe und einem Ist-Zustand des Herstellungsprozesses vorgesehen ist, wobei die Planungsteuereinheit (23) über eine Datenverbindung (24) mit der Anlagensteuereinheit (22) gekoppelt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagensteuereinheit (22) ein Mittel (33) aufweist, durch welche eine pro Zeiteinheit fertig gestellte Faserproduktteilmenge bestimmbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungssteuereinheit (23) eine Schnittstelle (25) zur Anbindung einer manuellen Bedienungseinheit (27) und/oder eine Schnittstelle zur Anbindung einer ERP-Steuereinheit (26) aufweist, durch welche die Sollvorgabe des Produktionsauftrages aufgebbar sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungsteuereinheit (23) ein Mittel (34) zum Erzeugen eines Differenzwertes aufweist, welcher aus der Ist-Soll-Auswertung zwischen der durch den Produktionsauftrag vorbestimmten Sollvorgabe und dem Ist-Zustand des Herstellungsprozesses resultiert.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungssteuereinheit weitere Mittel (37) zur Ermittlung eines Bearbeitungsplans mit Angaben zur Bereitstellung des Vorproduktes und einer zeitlichen Folge der Weiterverarbeitung aufweist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungssteuereinheit (23) mit einer Ausgabeeinheit (36) zur Visualisierung von Daten und Bearbeitungsplänen verbunden ist.
  16. Vorrichtung nach dem Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (36) mit der Bedienungseinheit (27) oder mit der ERP-Steuereinheit (26) kombiniert ist.
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