EP2186017A1 - Verfahren und system zur kennzeichnung von objekten - Google Patents

Verfahren und system zur kennzeichnung von objekten

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Publication number
EP2186017A1
EP2186017A1 EP08787054A EP08787054A EP2186017A1 EP 2186017 A1 EP2186017 A1 EP 2186017A1 EP 08787054 A EP08787054 A EP 08787054A EP 08787054 A EP08787054 A EP 08787054A EP 2186017 A1 EP2186017 A1 EP 2186017A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
objects
classes
relations
standard
product
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
EP08787054A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan-Gregor Fischer
Jörg MANDEL
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2186017A1 publication Critical patent/EP2186017A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/02—Knowledge representation; Symbolic representation
    • G06N5/022—Knowledge engineering; Knowledge acquisition
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/30—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of unstructured textual data
    • G06F16/36—Creation of semantic tools, e.g. ontology or thesauri
    • G06F16/367—Ontology
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/067—Enterprise or organisation modelling

Definitions

  • the invention relates to a method and system for the semantic description of objects in an integrated product model for the replacement of conventional numbering systems.
  • An object be it a material object, such as a vehicle to be manufactured or an immaterial object
  • Service product such as a financial service, can go through several process stages of an overall process.
  • Fig. 1 serves to illustrate the problem underlying the invention.
  • a product or object passes from a process stage N to a subsequent process stage N + 1.
  • the process stage N is a supplier who delivers a part to be assembled to a process stage N + 1 in another company in which an assembly of the delivered objects or vendor parts takes place.
  • the delivery part or object is, for example, a pump for a motor vehicle with a specific identification.
  • An object data transformation forms part of the product data management within a manufacturing company. Even within the same process stage, different nomenclatures are used in some cases. If, for example, a 3D production development takes place, different software tools of involved areas such as logistics or assembly planning as well as suppliers can have different nomenclatures.
  • phase model describes a different view of the product or article and uses different descriptors.
  • the phase model identifies and classifies products using a variety of numbering systems, and changes to identification, classification, or structuring in a phase model can directly impact other phase models.
  • Products or articles from external suppliers can be identified without further ado using the numbering system of the supplier company. From the point of view of the customer or the company assembling the individual parts, integration into the own numbering system is necessary. In a conventional system, this transformation between two numbering systems can be performed by corresponding manually generated transformation tables.
  • a transformation between a company-internal numbering system and external numbering systems as well as changes to the master and structural data in the supplier network represent a considerable constant adaptation effort for the company. There is also a constant risk of missing data integrity and a lack of consistency of the product data. Many companies even use different nomenclatures or numbering systems for different company divisions. For example, an item or a product is referred to differently in the development department than in production or in quality assurance. Therefore, conventional systems often require a transformation between nomenclatures of different divisions.
  • Fig. 2 shows a conventional hierarchically constructed system for the identification and classification of products or articles with so-called feature strips.
  • a class "pump” has two subclasses “piston pump” and “sinus pump”, which in turn contain subclasses.
  • the subclass "piston pump” for its part, the subclasses “piston pump steel” and the subclass “piston pump brass” on.
  • the conventional labeling of products shown in FIG. 2 is carried out, for example, according to a nomenclature of a supplier. If the supplier delivers pumps to a customer, for example a vehicle manufacturer, he is forced to translate or transform the parts lists into the delivery of the articles into his own nomenclature. If the supplier changes his nomenclature or adds other pumps to his range, the purchaser or vehicle manufacturer must supplement his nomenclature accordingly. As can be seen from the example shown in FIG. 2, FIG If, for example, a complex product involves a large number of installed articles or vendor parts, adapting or modifying the transformations between the various labeling systems represents a considerable expense for the company.
  • the situation is further exacerbated when a customer receives vendor parts from a large number of different suppliers, each with its own numbering system. If a customer wants to obtain corresponding delivery parts from another supplier who offers vendor parts at more favorable delivery conditions, the customer is also forced to first adapt his numbering system, whereby he must define transformations from the numbering system of the new supplier to his own numbering system. The effort involved makes it difficult for the customer to switch from a previous supplier to another supplier.
  • the invention provides a method for identifying objects which pass through different process stages, wherein the objects for the respective process stages are described ontologically and classes and / or relations for characterizing the objects are linked to one another as an equivalent.
  • the objects are described in the ontology description language OWL (Web Ontology Language).
  • a process stage consists of one or more sequential or parallel process phases, each of which has an associated nomenclature. In one embodiment of the method according to the invention, each process stage has its own name space or nomenclature.
  • an object is a tangible object or an immaterial service product.
  • a plurality of process stages form a process domain.
  • standard classes and standard relations are provided within a process domain.
  • standard classes and standard relations of a process stage within a process domain are automatically linked with corresponding standard classes and standard relations of another process stage of the process domain.
  • classes and / or relations of a process stage are automatically linked to one another by means of predetermined rules.
  • the rules used are automatically generated by learning methods.
  • the rules used are automatically instantiated on the basis of predefined templates for generating rules, so-called rule templates.
  • object identifiers are additionally assigned to the objects identified by linkage.
  • the invention further provides a system for identifying objects which pass through different process stages, wherein the objects for the respective process stages are described ontologically and classes and / or relations for characterizing the objects are linked as being equivalent to one another.
  • Fig. 2 is a conventional marking system according to the
  • Fig. 3 is a diagram illustrating the operation of the method according to the invention for the identification of
  • Fig. 6 shows an example of a relation as used in the method according to the invention
  • FIG. 7 shows an example of an instance for the example given in FIG. 4.
  • a system 1 according to the invention for marking objects has a plurality of process stages which pass through the objects.
  • objects sequentially go through several process stages 2-1 to 2-4 of a first domain before going through two process stages 2-5 to 2-6 of a second domain.
  • Several process stages form a so-called process domain.
  • the process stages are any process stages, for example, process stages of a manufacturing process or a financial process.
  • process stage 2-1 is a process stage for developing a complex object, such as a vehicle.
  • Stage 2-2 is formed by a factory preparation stage and stage 2-3 by a mounting stage for assembling the product.
  • the process stage 2-4 represents a stage for quality assurance of the vehicle.
  • the process stages 2 are linked in series with one another. In alternative embodiments, the process stages can also be linked together as desired.
  • the objects for the respective process stages 2 are described ontologically.
  • the objects are described ontologically using the Web Ontology Language (OWL).
  • OWL Web Ontology Language
  • Ontology is a knowledge base in which information about or about the object is stored by a network of relationships, such as classes, subclasses, relations, and attributes.
  • the ontology includes structured and organized concepts and assignments that describe a product in individual process stages of a product cycle. Products are instantiated in the ontological model at their manufacturing time. The connection of a real product with the representation of the product as an object in a modeled product class occurs through instantiation of the class.
  • 4 shows an example of an ontological description of objects in two process stages for explaining the method according to the invention. The example shown is a process stage of a pump supplier and an assembly company where pumps are installed in a complex product.
  • a class “Product” is defined with the properties or attributes “production time”, “height”, “length”, “weight” ( Weight) . Due to the relation “consisting of", a product can again consist of a single product or several products.
  • the Product class is a subclass of the pump class, with the properties or attributes of the Product class inherited from this Pump subclass.
  • the subclass “Pump” has in turn two subclasses “Piston Pump” and “Sinus Pump”, which also inherit the properties or attributes of the upper class “Product”.
  • the subclass “Piston Pump” has two subclasses "Piston Pump”
  • the supplier describes the products he produces. In the example given, the supplier produces pistons for a pump.
  • the class "Piston” (piston) has subclasses, namely "Piston Steel"
  • classes and / or relations of the ontological description are linked as equivalent to one another for the purpose of marking objects.
  • the class "Product” is defined as equivalent to the class of individuals produced by the class "Production Resource”.
  • a clear identification of an object is no longer carried out as in conventional methods on the basis of a given object ID or object name but on the basis of the semantic / ontological description of the object in different process stages which are linked to one another.
  • FIG. 5 shows an example of a mapping between two ontological product descriptions for the two process stages illustrated in FIG. 4.
  • the OWL description language is based on XML.
  • Two different namespaces XMLNS are defined for the two different process levels.
  • the class "Product" in the assembly process stage is defined as equivalent to the class of those individuals who are excluded from the class "Production Resource” in the pro supplier's supplier.
  • the ontologies of the various process stages which belong for example to different companies or company parts, are linked together. For the unambiguous identification of instances, meaningful relations or properties are selected which sufficiently restrict the result space of the identification process.
  • a product can be identified unambiguously by specifying the product class, the product variant, the place of production, ie an exact location of a production resource and a production date, and possibly by specifying the product structure.
  • a particular pump or instance of the "Piston Pump Steel” class can be uniquely individualized based on the inherited properties of the "Product” superclass and associated classes or relationships.
  • a specific piston pump manufactured from steel can be clearly individualized based on the inherited attributes or characteristics of the upper class "Product" and linked classes or relations. For example, a particular piston pump made of steel becomes a certain production time, a certain height, a certain length, and a certain weight
  • a piston pump steel made of steel will be on 10 May
  • a relation can link several classes together.
  • a relation can connect two classes as a binary relation or three classes as a ternary relation.
  • Fig. 5 shows as an example a ternary relation logically linking three classes together, namely the class "Product P", the class “Employee M” and the class "Tool W".
  • the relation may be for example: The product P is produced by the employee M using a tool W.
  • a binary relation links two classes together.
  • a property of a class can be considered as a non-essential relation, i. the relation only applies to this class.
  • a plurality of process stages form a so-called process domain, for example a plurality of process stages within a company.
  • a process domain can also include, for example, all process stages within an industry, for example within the automotive industry.
  • standard classes and standard relations can be defined or provided within a process domain. It can be a standard class or standard relation in a process stage of the process domain, in one possible embodiment, be automatically linked to a corresponding standard class or standard relation of another process stage of the same process domain.
  • FIG. 7 shows an example of an instantiation of the ontological description model shown in FIG. 4.
  • An entity or an individual who does not have to be provided with an object ID himself is clearly individualized by his interrelationships, in particular due to the inherited properties and the link with the manufacturing process of the supplier.
  • the instance or individual object is represented by an exact time of manufacture, namely 5 October 2007 at 14:53 hours and 30 seconds, with a length of 60 and a weight of 32, 8 and the relationship established by equivalence linkage with the ontological description of a steel piston ("Piston Steel 25cm") of the supplier 1 (SUPPL) incorporated therein.
  • Piston Steel 25cm steel piston
  • the individual pump is linked by linking the ontological descriptions of the two process stages and additionally specifying the instance or the individual Product clearly individualized.
  • the steel piston contained in the pump has a length of 25 cm.
  • the steel piston was manufactured by the supplier
  • the production of the steel piston was carried out by an instance of a production resource ("Production Resource") belonging to a factory (plant) of the supplier SUPPL in Bremen.
  • the production of the steel piston was carried out at an individual production time on 5 February 2007 at 4:31:59 clock, the steel piston has a length (length) of 25 cm and a weight (weight) of 13.4.
  • a particular piston pump steel produced is not provided with an object identification, for example an article code or a name, as in conventional methods, but is uniquely individualized by means of an ontological network of relationships which extends over a plurality of process stages.
  • object identification for example an article code or a name
  • a piston pump made of steel is individualized by an instance of an ontological relationship mesh, as shown by way of example in FIG.
  • the entity may additionally be given a designation which is easy to understand for a user, for example.
  • the instance or object uniquely identified by the ontological relationship mesh in FIG. 7 can additionally be given a name, such as "steel piston pump HANS”.
  • the identification of an object for example, a manufactured product, regardless of whether it has gone through the production, just in a warehouse is present as part of a bill of materials installed in a module of a third party company or appears in analyzes.
  • no numbering or name marking is required.
  • the individualization or marking of the objects takes place during the
  • the method according to the invention implicitly by its properties and relations.
  • no transformation of different nomenclatures is required.
  • the inventive method or the inventive system is characterized by high flexibility and unlimited expandability.
  • the method and system according to the invention can be integrated into a product management system. With the introduction of ontology-based models, traditional systems eliminate the need for numbering systems. It is possible to both parent and
  • the method and system according to the invention are suitable for any articles or products, i. for both physical products and service products.

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Abstract

Verfahren und System zur Kennzeichnung von Objekten, die unterschiedliche Prozessstufen durchlaufen, wobei die Objekte für die jeweiligen Prozessstufen ontologisch beschrieben und Klassen und/oder Relationen zur Kennzeichnung der Objekte als äquivalente zueinander verknüpft werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und System zur Kennzeichnung von Objekten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur semantischen Beschreibung von Objekten in einem integrierten Produktmodell zur Ablösung von herkömmlichen Nummernsystemen.
Ein Objekt, sei es ein materieller Gegenstand, wie beispiels- weise ein herzustellendes Fahrzeug oder ein immaterielles
Dienstleistungsprodukt, wie zum Beispiel eine Finanzdienstleistung, kann mehrere Prozessstufen eines Gesamtprozesses durchlaufen .
Fig. 1 dient zur Verdeutlichung der der Erfindung zugrundeliegenden Problematik. Ein Produkt bzw. Objekt gelangt von einer Prozessstufe N zu einer nachfolgenden Prozessstufe N+l. Beispielsweise ist die Prozessstufe N ein Zulieferer, der ein zu montierendes Teil an eine Prozessstufe N+l in einem ande- ren Unternehmen liefert, in dem eine Montage der zugelieferten Objekte bzw. Zulieferteile erfolgt. Bei dem Zulieferteil bzw. Objekt handelt es sich beispielsweise um eine Pumpe für ein Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Kennzeichnung.
Bei herkömmlichen Systemen verwenden unterschiedliche Unternehmen, d.h. sowohl die Zulieferer, als auch die Abnehmer bzw. die Montageunternehmen unterschiedliche Nomenklaturen für die Objekte. Beispielsweise wird ein Artikel bzw. ein Objekt mit "0001" entsprechend der Nomenklatur A des Zuliefe- rerunternehmens bezeichnet, wohingegen es bei dem Montageunternehmen entsprechend dessen Nomenklatur B mit "000a" bezeichnet wird. Zur eindeutigen Kennzeichnung eines gelieferten Artikels bzw. eines gelieferten Objekts, erfolgt daher an der Grenze zwischen den beiden Nomenklaturen A, B, bei her- kömmlichen Systemen eine Transformation der Objekt- Kennzeichnung . Für jeden Lebenszyklus bzw. für jede Phase oder Prozessstufe eines Produktes verfügen Unternehmen über eine oder mehrere separate Modelle, die auch als Phasenmodelle bezeichnet werden. Zwischen diesen Phasenmodellen bzw. Prozessstufen mit unterschiedlichen Nomenklaturen werden Objektdaten, insbesondere Produktkennzeichnungen transformiert. Eine Objektdatentransformation bildet dabei einen Teil des Produktdatenmanagements innerhalb eines produzierenden Unternehmens. Auch innerhalb ein und derselben Prozessstufe werden in manchen Fäl- len verschiedene Nomenklaturen eingesetzt. Erfolgt beispielsweise eine 3D-Fertigungsentwicklung können unterschiedliche Softwaretools von beteiligten Bereichen wie Logistik- oder Montageplanung sowie Lieferanten verschiedene Nomenklaturen aufweisen .
Jedes Phasenmodell beschreibt eine andere Sicht auf das Produkt bzw. den Artikel und verwendet unterschiedliche Beschreibungselemente. Das Phasenmodell identifiziert und klassifiziert Produkte mittels verschiedenartiger Nummernsysteme, wobei Änderungen an einer Identifikation, Klassifizierung o- der Strukturierung in einem Phasenmodell direkte Auswirkungen für andere Phasenmodelle zur Folge haben können.
Produkte bzw. Artikel von externen Zulieferern sind dabei oh- ne weiteres anhand des Nummernsystems der Zuliefererfirma i- dentifizierbar . Aus der Sicht des Abnehmers bzw. des die Einzelteile montierenden Unternehmens ist eine Integration in das eigene Nummernsystem notwendig. In einem herkömmlichen System kann diese Transformation zwischen zwei Nummernsyste- men durch entsprechende manuell erzeugte Transformationstabellen vorgenommen werden. Eine Transformation zwischen einem firmeninternen Nummerierungssystem und externen Nummerie- rungssystemen sowie Änderungen an den Stamm- und Strukturdaten in dem Zulieferernetzwerk stellen für das Unternehmen ei- nen erheblichen ständigen Anpassungsaufwand dar. Ferner besteht ständig die Gefahr einer fehlenden Datenintegrität und einer fehlenden Konsistenz der Produktdaten. In vielen Unternehmen werden sogar unterschiedliche Nomenklaturen bzw. Nummernsysteme für unterschiedliche Unternehmensbereiche eingesetzt. Beispielsweise wird ein Gegenstand bzw. ein Produkt in der Entwicklungsabteilung anders bezeichnet als in der Fertigung oder bei der Qualitätssicherung. Daher ist bei herkömmlichen Systemen oft auch eine Transformation zwischen Nomenklaturen unterschiedlicher Unternehmensbereiche notwendig.
Herkömmliche Systeme haben zudem den Nachteil, dass sie unflexibel gegenüber Änderungen von Nummernsystemen sind. Ändert beispielsweise ein Zulieferer seine Nomenklatur bzw. sein Nummernsystem, ist es notwendig alle Prozessstufen durch entsprechende Transformationen zu ergänzen bzw. zu ändern.
Fig. 2 zeigt ein herkömmliches hierarchisch aufgebautes System zur Identifikation und Klassifikation von Produkten bzw. Artikeln mit sogenannten Sachmerkmalsleisten . Eine Klasse "pump" weist zwei Unterklassen "piston pump" und "sinus pump" auf, die ihrerseits Unterklassen enthalten. Beispielsweise weist die Unterklasse "piston pump" ihrerseits die Unterklassen "piston pump steel" sowie die Unterklasse "piston pump brass" auf. Innerhalb der Unterklassen gibt eine Stückliste eindeutig identifizierbare Objekte an, beispielsweise enthält die Unterklasse "piston pump steel" ein Objekt mit dem Artikelcode "0170101001" mit dem Namen KPS7710-X12. Dieses Objekt hat als Eigenschaften eine Höhe H von 12, eine Länge L von 60 und ein Gewicht (Weight) von W = 32,8. Die in Fig. 2 dargestellte herkömmliche Kennzeichnung von Produkten erfolgt bei- spielsweise gemäß einer Nomenklatur eines Zulieferers. Liefert der Zulieferer Pumpen an einen Abnehmer, beispielsweise einen Fahrzeughersteller, sieht sich dieser gezwungen, die Stücklisten bei der Zulieferung der Artikel in seine eigene Nomenklatur zu übersetzen bzw. zu transformieren. Ändert der Zulieferer seine Nomenklatur oder fügt er andere Pumpen seinem Sortiment hinzu, muss der Abnehmer bzw. der Fahrzeughersteller seine Nomenklatur entsprechend ergänzen. Wie man aus dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel erkennen kann weist ein komplexes Produkt etwa ein Fahrzeug eine Vielzahl von eingebauten Artikeln bzw. Zulieferteilen auf, so dass eine Anpassung bzw. eine Änderung der Transformationen zwischen den verschiedenen Kennzeichnungssystemen einen erheblichen Auf- wand für das Unternehmen darstellt. Die Situation wird zusätzlich verschärft wenn ein Abnehmer Zulieferteile von einer großen Anzahl unterschiedlicher Zuliefererunternehmen erhält, die jeweils ihr eigenes Nummernsystem aufweisen. Will ein Abnehmer entsprechende Zulieferteile von einem anderen Zuliefe- rer beziehen, der Zulieferteile zu günstigeren Lieferkonditionen anbietet, sieht sich der Abnehmer zudem gezwungen, zunächst sein Nummernsystem anzupassen, wobei er Transformationen von dem Nummernsystem des neuen Zulieferers zu seinem eigenen Nummernsystem definieren muss. Der dafür notwendige Aufwand erschwert dem Abnehmer einen Wechsel von einem bisherigen Zulieferer zu einem anderen Zulieferer.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und System zur Kennzeichnung von Objekten zu schaf- fen, bei denen keine Transformationen zwischen verschiedenen Nomenklaturen unterschiedlicher Prozessstufen erforderlich sind.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Kennzeichnung von Ob- jekten, die unterschiedliche Prozessstufen durchlaufen, wobei die Objekte für die jeweiligen Prozessstufen ontologisch beschrieben werden und Klassen und/oder Relationen zur Kennzeichnung der Objekte als äquivalent miteinander verknüpft werden .
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Objekte in der Ontologiebeschreibungssprache OWL (Web Ontology Language) beschrieben.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht eine Prozessstufe aus einer oder mehreren sequenziel- len oder parallelen Prozessphasen, die jeweils eine zugehörige Nomenklatur haben. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hat jede Prozessstufe einen eigenen Namensraum bzw. Nomenklatur .
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Objekt ein materieller Gegenstand oder ein immaterielles Dienstleistungsprodukt.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden mehrere Prozessstufen eine Prozessdomain.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind innerhalb einer Prozessdomain Standard-Klassen und Stan- dard-Relationen vorgesehen.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Standard-Klassen und Standard-Relationen einer Prozessstufe innerhalb einer Prozessdomain automatisch mit ent- sprechenden Standard-Klassen und Standard-Relationen einer anderen Prozessstufe der Prozessdomain verknüpft.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Klassen und/oder Relationen einer Prozessstufe mittels vorgegebener Regeln automatisch miteinander verknüpft.
Bei einer Ausführungsform werden die verwendeten Regeln automatisch durch Lernverfahren generiert.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden die verwendeten Regeln anhand vorgegebener Schablonen zur Erzeugung von Regeln, sogenannten Regel-Templates, automatisch instantiiert .
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden den durch Verknüpfung gekennzeichneten Objekten zusätzlich Objekt-Kennzeichnungen zugewiesen. Die Erfindung schafft ferner ein System zur Kennzeichnung von Objekten, die unterschiedliche Prozessstufen durchlaufen, wobei die Objekte für die jeweiligen Prozessstufen ontolo- gisch beschrieben werden und Klassen und/oder Relationen zur Kennzeichnung der Objekte als äquivalent zueinander verknüpft werden .
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems zur Darstellung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein herkömmliches System mit unterschiedlichen No- menklaturen zur Darstellung der der Erfindung zugrundeliegenden Problematik;
Fig. 2 ein herkömmliches Kennzeichnungssystem nach dem
Stand der Technik;
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kennzeichnung von
Objekten;
Fig. 4 ein Beispiel zur ontologischen Beschreibung unterschiedlicher Prozessstufen zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 5 ein Beispiel eines Mappings zwischen ontologischen Objektbeschreibungen verschiedener Prozessstufen zur
Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 6 ein Beispiel für eine Relation, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzt wird;
Fig. 7 ein Beispiel für eine Instanz für das in Fig. 4 angegebene Beispiel. Wie man aus Fig. 3 erkennen kann, hat ein erfindungsgemäßes System 1 zur Kennzeichnung von Objekten mehrere Prozessstufen, welche die Objekte durchlaufen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel durchlaufen Objekte mehrere Prozessstufen 2-1 bis 2-4 einer ersten Domäne sequentiell bevor sie zwei Prozessstufen 2-5 bis 2-6 einer zweiten Domäne durchlaufen. Mehrere Prozessstufen bilden eine sogenannte Prozessdomäne. Bei den Prozessstufen handelt es sich um beliebige Prozessstufen beispielsweise um Prozessstufen eines Fertigungspro- zesses oder eines Finanzprozesses. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel, ist beispielsweise die Prozessstufe 2-1 eine Prozessstufe zur Entwicklung eines komplexen Gegenstandes, beispielsweise eines Fahrzeugs. Die Stufe 2-2 wird durch eine Fertigungsvorbereitungsstufe gebildet und die Prozess- stufe 2-3 durch eine Montagestufe zur Montage des Produkts. Die Prozessstufe 2-4 stellt beispielsweise eine Stufe zur Qualitätssicherung des Fahrzeugs dar. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel sind die Prozessstufen 2 seriell miteinander verkettet. Bei alternativen Ausführungsformen können die Prozessstufen auch beliebig miteinander verknüpft sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kennzeichnung von Objekten werden die Objekte für die jeweiligen Prozessstufen 2 ontologisch beschrieben. Beispielsweise werden die Objekte mittels der Web Ontology Language (OWL) ontologisch beschrieben. Die Ontologie ist eine Wissensbasis, in der Informationen für bzw. über das Objekt durch ein Geflecht von Beziehungen gespeichert sind, beispielsweise Klassen, Unterklassen, Relationen sowie Eigenschaften bzw. Attribute. Die Ontologie beinhaltet strukturierte und organisierte Konzepte und Zuweisungen, die ein Produkt in einzelnen Prozessstufen eines Produktzyklus beschreiben. Produkte werden in dem ontologischen Modell zu ihrer Fertigungszeit instantiiert . Die Verbindung eines realen Produktes mit der Repräsentation des Produktes als ein Objekt in einer modellierten Produktklasse geschieht durch Instantiierung der Klasse. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine ontologische Beschreibung von Objekten in zwei Prozessstufen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Prozessstufe eines Pumpenzulieferers und eines Montageunternehmens, bei dem Pumpen in einem komplexen Produkt eingebaut werden.
Wie man aus Fig. 4 erkennen kann ist eine Klasse "Product" (Produkt) definiert mit den Eigenschaften bzw. Attributen "production time" (Produktionszeitpunkt), "height" (Höhe), "length" (Länge) , "weight" (Gewicht) . Aufgrund der Relation "consists of" kann ein Produkt wiederum aus einem einzigen Produkt oder mehreren Produkten bestehen. Die Klasse "Product" weist als Unterklasse die Klasse "pump" (Pumpe) auf, wobei die Eigenschaften bzw. Attribute der Klasse "Product" an diese Unterklasse "Pump" vererbt werden. Die Unterklasse "Pump" weist ihrerseits zwei Unterklassen "Piston Pump" und "Sinus Pump" auf, die auch die Eigenschaften bzw. Attribute der Oberklasse "Product" vererbt erhalten. Die Unterklasse "Piston Pump" hat ihrerseits zwei Unterklassen "Piston Pump
Steel" und "Piston Pump Brass", wobei es für jede Unterklasse wiederum Varianten VARl, VAR2, VAR3 gibt. Alle direkten und über die Transitivitätseigenschaft der Vererbungsrelation indirekt deklarierten Unterklassen von "Product" erben die Re- lationen und Eigenschaften von "Product".
Auf Seiten des Zulieferers werden die von ihm produzierten Produkte beschrieben. In dem angegebenen Beispiel produziert der Zulieferer Kolben für eine Pumpe. Dabei weist die Klasse "Piston" (Kolben) Unterklassen auf, nämlich "Piston Steel"
(Stahlkolben) und "Piston Brass" (Messingkolben) auf. Weiterhin existieren verschiedene Varianten von Stahlkolben unterschiedlicher Länge, nämlich "Piston Steel 25cm", "Piston Steel 60cm" und "Piston Steel 90cm". Die Klasse "Piston " steht in Relation zu der Klasse "Production Resource" durch eine Relation "producedBy", die angibt, dass die Klasse "Production Resource" bzw. Produktionsressource in einer binären Relation zu der Klasse "Piston" (Kolben) steht. Durch eine weitere binäre Relation wird angegeben, dass die Klasse "Pro- duction Resource" anhand der "belongsTo" Relation zu einer Fabrik (Klasse "Plant") mit den Eigenschaften Name und Adresse gehört bzw. dort produziert wird.
Beide Prozessstufen, nämlich die Prozessstufe des Zulieferers "Supplier 1" und die Montageprozessstufe "assembly" werden bei dem angegebenen Beispiel ontologisch in OWL-Sprache in einer sogenannten T-Box beschrieben, wobei jede Prozessstufe einen eigenen Namensraum aufweist, beispielsweise "ASS" für die Montage (assembly) und "SUPPl" für den Zulieferer (supplier) .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zur Kennzeichnung von Objekten Klassen und/oder Relationen der ontologischen Beschreibung als äquivalent zueinander verknüpft.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel wird die Klasse "Product" innerhalb der ontologischen Beschreibung der Monta- ge-Prozessstufe als äquivalent zu der Klasse der Individuen definiert, die von der Klasse "Production Resource" produziert werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine eindeutig I- dentifikation eines Objekts nicht mehr wie bei herkömmlichen Verfahren anhand einer vergebenen Objekt-ID bzw. Objektnamens sondern anhand der semantischen/ontologischen Beschreibung des Objekts in verschiedenen Prozessstufen, die miteinander verknüpft werden.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für ein Mapping zwischen zwei ontologischen Produktbeschreibungen für die beiden in Fig. 4 dargestellten Prozessstufen. Die OWL-Beschreibungssprache basiert auf XML. Es werden zwei verschiedene Namensräume (name Spaces) XMLNS für die beiden unterschiedlichen Prozessstufen definiert. Die Klasse "Product" in der Montage-Prozessstufe wird als äquivalent zu der Klasse derjenigen Individuen definiert, die von der Klasse "Production Resource" in der Pro- zessstufe des Zulieferers produziert werden. Mit Hilfe dieses Ontologie-Mappings werden die Ontologien der verschiedenen Prozessstufen, die beispielsweise unterschiedlichen Firmen bzw. Firmenteilen angehören, miteinander verknüpft. Für die eindeutige Identifikation von Instanzen werden aussagekräftige Relationen oder Eigenschaften gewählt, die den Ergebnisraum des Identifikationsprozesses ausreichend einschränken. Beispielsweise lässt sich ein Produkt durch die Angabe der Produktklasse, der Produktvariante, des Herstellungsortes, d.h. einer exakten Ortsangabe einer Fertigungsressource und eines Herstellungszeitpunktes sowie unter Umständen durch Angabe der Produktstruktur eindeutig identifizieren. Beispielsweise lässt sich eine bestimmte Pumpe bzw. Instanz der Klasse "Piston Pump Steel" anhand der vererbten Eigenschaften der Oberklasse "Product" und damit verknüpfter Klassen oder Relationen eindeutig individualisieren.
Zum Beispiel lässt sich eine bestimmte, aus Stahl gefertigte Kolbenpumpe ("Piston Pump Steel") anhand der vererbten Attri- bute bzw. Eigenschaften der Oberklasse "Product" und verknüpfter Klassen bzw. Relationen eindeutig individualisieren. Eine bestimmte aus Stahl gefertigte Kolbenpumpe wird beispielsweise zu einem bestimmten Herstellungszeitpunkt (pro- duction time) , mit einer bestimmten Höhe (height) , einer be- stimmten Länge (length) und mit einem bestimmten Gewicht
(weight) produziert, wobei die produzierte bzw. hergestellte Kolbenpumpe durch eine bestimmte Produktionsressource des Zulieferers innerhalb einer bestimmten Fabrik (plant) des Zulieferers hergestellt wurde. Beispielsweise wird eine aus Stahl gefertigte Kolbenpumpe (piston pump steel) am 10. Mai
2007 um 14:53 Uhr und 30 Sekunden mit einer Höhe H = 12, eine Länge L = 60 und einem Gewicht W = 32,8 hergestellt und zwar durch eine Produktionsressource eines bestimmten Zulieferers (supplier 1), die zu einer Herstellungsfabrik (plant) mit ei- nem bestimmten Namen, etwa "Bremen_Plant" gehört. Je mehr Attribute bzw. Eigenschaften mit der zu instantiierenden Klasse verbunden sind desto eindeutiger lässt sich ein individuelles Objekt identifizieren. Eine weitere Möglichkeit, die Individualisierung zu erleichtern besteht darin, Attribute bzw. Eigenschaften zu verwenden, die einen Wertebereich mit einer besonders hohen Auflösung bieten, beispielsweise ein Produktionszeitpunkt mit einer hohen zeitlichen Auflö- sung. Beispielsweise wird bei einer gegebenen Herstellungsrate von 1 Objekt pro Millisekunde bei einer Auflösung von 1 Millisekunde für den Herstellungszeitpunkt ein hergestelltes Objekt eindeutig individualisiert. Mit Hilfe von sogenannten Reasonern können zudem neben der Konsistenz auch Eigenschaf- ten der Prozessstufen übergreifend überprüft sowie Anfragen an eine Terminologie und an Instanzdaten gestellt werden.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Relation innerhalb einer on- tologischen Beschreibung einer Prozessstufe. Eine Relation kann mehrere Klassen miteinander verknüpfen. Eine Relation kann beispielsweise als binäre Relation zwei Klassen miteinander verbinden oder als ternäre Relation drei Klassen. Fig. 5 zeigt als Beispiel eine ternäre Relation, die drei Klassen miteinander logisch verknüpft, nämlich die Klasse "Produkt P", die Klasse "Mitarbeiter M" und die Klasse "Werkzeug W". Die Relation kann beispielsweise lauten: Das Produkt P wird von dem Mitarbeiter M unter Verwendung eines Werkzeuges W hergestellt .
Eine binäre Relation verknüpft zwei Klassen miteinander. Eine Eigenschaft einer Klasse kann als unnäre Relation aufgefasst werden, d.h. die Relation gilt nur bei dieser Klasse.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden mehrere Prozessstufen eine sogenannte Prozessdomäne, beispielsweise mehrere Prozessstufen innerhalb eines Unternehmens. Eine Prozessdomäne kann aber auch beispielsweise alle Prozessstufen innerhalb einer Branche umfassen, beispielsweise innerhalb der Automobilindustrie.
Bei einer möglichen Ausführungsform können innerhalb einer Prozessdomäne Standard-Klassen und Standard-Relationen definiert bzw. vorgesehen werden. Dabei kann eine Standardklasse oder Standardrelation in einer Prozessstufe der Prozess- Domain bei einer möglichen Ausführungsform automatisch mit einer entsprechenden Standard-Klasse oder Standard-Relation einer anderen Prozessstufe dergleichen Prozessdomain ver- knüpft werden.
In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann man beispielsweise die Klasse "Production Resource" und die Relation "producedBy" als Standardelemente definieren, die stets mit der Standardklasse "Product" in einer äquivalenten Beziehung zu verknüpfen ist. Durch die Festlegung von Standard- Klassen und Standard-Relationen, die mit vorgegebenen Regeln miteinander zu verknüpfen sind, erfolgt die Kennzeichnung der Objekte anhand des ontologischen Beziehungsgeflechtes automa- tisch.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Instantiierung des in Fig. 4 dargestellten ontologischen Beschreibungsmodells. Eine Instanz bzw. ein Individuum, das selbst nicht mit einer Objekt ID versehen werden muss, ist durch sein Beziehungsgeflecht, insbesondere aufgrund der vererbten Eigenschaften und der Verknüpfung mit dem Fertigungsprozess des Zulieferers eindeutig individualisiert. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel ist die Instanz bzw. das individuelle Objekt durch ei- nen genauen Herstellungszeitpunkt, nämlich den 5. Oktober 2007 um 14:53 Uhr und 30 Sekunden, mit einer Länge von 60 und mit einem Gewicht von 32,8 und der durch Äquivalenzverknüpfung hergestellten Beziehung zu der ontologischen Beschreibung eines darin eingebauten Stahlkolbens ("Piston Steel 25cm") des Zulieferers 1 (SUPPl) eindeutig gekennzeichnet. In dem dargestellten Beispiel wird die individuelle Pumpe neben den Eigenschaften der Oberklasse "Product", die an die Unterklasse "Piston Pump Steel" vererbt werden, durch die Verknüpfung der ontologischen Beschreibungen der beiden Prozessstufen und zu- sätzlich Angaben für die Instanz bzw. das individuelle Produkt eindeutig individualisiert. Wie man aus Fig. 7 erkennen kann, hat der in der Pumpe enthaltene Stahlkolben eine Länge von 25 cm. Der Stahlkolben wurde von dem Zulieferer herge- stellt, wobei die Herstellung des Stahlkolbens durch eine Instanz einer Produktionsressource ("Production Resource") , die zu einer Fabrik (plant) des Zulieferers SUPPl in Bremen gehört, erfolgte. Die Fertigung des Stahlkolbens wurde an einem individuellen Produktionszeitpunkt nämlich am 5. Februar 2007 um 4:31:59 Uhr durchgeführt, wobei der Stahlkolben eine Länge (length) von 25 cm und ein Gewicht (weight) von 13,4 aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit eine bestimmte hergestellte Kolbenpumpe (piston pump steel) nicht wie bei herkömmlichen Verfahren mit einer Objektidentifizierung, beispielsweise einem Artikelcode oder einem Namen versehen, sondern durch ein ontologisches Beziehungsgeflecht, welches über mehrere Prozessstufen reicht, eindeutig individualisiert. Bei dem herkömmlichen Verfahren, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine aus Stahl herstellte Kolbenpumpe (piston pump Steel) etwa durch die Objektidentifizierung (Article code = 0170101001) mit dem Namen "KPS-77-10-X12" gekennzeichnet. Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine aus Stahl hergestellte Kolbenpumpe durch eine Instanz eines ontologischen Beziehungsgeflechtes individualisiert, wie dies beispielhaft in Fig. 7 dargestellt ist. Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Instanz zusätzlich noch eine Kenn- Zeichnung verliehen werden, die beispielsweise für einen Nutzer leicht verständlich ist. Beispielsweise kann die in Fig. 7 durch das ontologische Beziehungsgeflecht eindeutig gekennzeichnete Instanz bzw. Objekt, zusätzlich mit einem Namen versehen werden, etwa "Stahlkolbenpumpe HANS".
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Identifikation eines Objekts, beispielsweise eines hergestellten Produktes, unabhängig davon erfolgen, ob es die Fertigung durchlaufen hat, gerade in einem Lager vorliegt als Teil einer Stückliste in einem Modul einer Fremdfirma verbaut wird oder in Analysen auftaucht. Bei dem erfindungsgemäßen System wird keine Numme- rierung bzw. Namenskennzeichnung benötigt. Die Individualisierung bzw. Kennzeichnung der Objekte erfolgt bei dem erfin- dungsgemäßen Verfahren implizit durch dessen Eigenschaften und Relationen. Somit wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch keine Transformation von verschiedenen Nomenklaturen benötigt. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungs- gemäße System zeichnet sich durch hohe Flexibilität und uneingeschränkte Erweiterbarkeit aus. Das erfindungsgemäße Verfahren und System lässt sich in ein Produktmanagementsystem integrieren. Durch die Einführung von auf Ontologie basierenden Modellen werden bei herkömmlichen Systemen Nummernsysteme überflüssig. Dabei ist es möglich, sowohl Stamm- als auch
Strukturdaten semantisch mit Hilfe einer an die Prozessstufen angepassten Terminologie zu klassifizieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren und System eignet sich für be- liebige Gegenstände bzw. Produkte, d.h. sowohl für materielle Produkte als auch für Dienstleistungsprodukte.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kennzeichnung von Objekten, die unterschiedliche Prozessstufen durchlaufen, wobei die Objekte für die jeweiligen Prozessstufen ontologisch beschrieben werden und Klassen und/oder Relationen zur Kennzeichnung der Objekte als äquivalent zueinander verknüpft werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Objekte in der Onto- logiensprache OWL (Web Ontology Language) beschrieben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Prozessstufen Prozessphasen aufweisen, die jeweils eine zugehörige Nomenklatur haben.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Prozessstufe eine eigene Nomenklatur aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Objekt ein materieller Gegenstand oder ein immaterielles Dienstleistungsprodukt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Prozessstufen eine Prozessdomäne bilden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei innerhalb der Prozessdomäne Standard-Klassen und Standard-Relationen vorgesehen sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Standardklassen und Standardrelationen einer Prozessstufe einer Prozessdomäne automatisch mit entsprechenden Standard-Klassen und Standardrelationen einer anderen Prozessstufe der Prozessdomäne verknüpft werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Klassen und Relationen einer Prozessstufe mittels vorgegebener Regeln automatisch verknüpft werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die verwendeten Regeln automatisch durch Lernverfahren generiert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die verwendeten Regeln anhand vorgegebener Schablonen zur Erzeugung von Regeln automatisch instantiiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei den durch Verknüpfung gekennzeichneten Objekten zusätzlich Objekt-Kennzeichnungen zugewiesen werden.
13. System zur Kennzeichnung von Objekten, die unterschiedli- che Prozessstufen durchlaufen, wobei die Objekte für die jeweiligen Prozessstufen ontolo- gisch beschrieben werden und Klassen und/oder Relationen zur Kennzeichnung der Objekte als äquivalent zueinander verknüpfbar sind.
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