EP4352580A1 - Verfahren, system und computerprogramm zur planung einer produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden anlagenteilen bestehenden produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen produktionsanlage zur erzeugung von industriegütern wie metallischem halbzeug und/oder metallischen endprodukten - Google Patents

Verfahren, system und computerprogramm zur planung einer produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden anlagenteilen bestehenden produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen produktionsanlage zur erzeugung von industriegütern wie metallischem halbzeug und/oder metallischen endprodukten

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Publication number
EP4352580A1
EP4352580A1 EP22734489.2A EP22734489A EP4352580A1 EP 4352580 A1 EP4352580 A1 EP 4352580A1 EP 22734489 A EP22734489 A EP 22734489A EP 4352580 A1 EP4352580 A1 EP 4352580A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
production
plant
products
sequence
sequences
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.)
Pending
Application number
EP22734489.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Andreas Klein
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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 SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4352580A1 publication Critical patent/EP4352580A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32088—Master production planning, highest level

Definitions

  • the invention relates to a method for planning production in a system consisting of several separate, sequential parts
  • Production plant in particular a metallurgical production plant for the production of industrial goods such as metallic semi-finished products and/or metallic end products.
  • the invention also relates to a system and a computer program for planning production in a production plant consisting of several separate, successive plant parts, in particular a metallurgical production plant for producing industrial goods such as metallic semi-finished products and/or metallic end products.
  • Production of industrial goods such as metallic semi-finished products and/or metallic end products link various process steps with one another. Different process steps for the production of an end product of the production plant are carried out in the separate parts of the plant.
  • the (intermediate) product manufactured in one part of the plant serves as an input product for the subsequent part of the plant or is delivered to a customer as an intermediate product or, after processing in the last part of the plant, as an end product.
  • the parts of the plant can be spatially separated from one another and the (intermediate) products are optionally transported between the parts of the plant, temporarily stored or the like.
  • the products to be manufactured in the production plant or in the separate parts of the plant are available in a production list or in partial production lists for the separate parts of the plant.
  • the partial production lists can be derived from the production list, for example.
  • products from the partial production lists are produced in production sequences, preferably immediately one after the other.
  • different products usually require an adaptation of the mode of operation of the plant part, an adjustment of the mechanical equipment of the plant, the performance of maintenance work on the plant part or comparable modifications of the plant part.
  • a product change in a production sequence can consequently cause a delay and unnecessary waste.
  • a delay occurs, for example, due to set-up times or the replacement of wearing parts. Rejects can arise due to transient production conditions, where the product manufactured during the transition period does not meet the requirements of the end product.
  • wearing parts can be replaced at a point in time that is not optimized, in particular at an early point in time.
  • the production in a plant part can be optimized manually and/or with system support.
  • the optimization relates in particular to the determination of the production sequence, i.e. the determination of the production order in a plant part.
  • comparable products are grouped in a production sequence with the help of a system. It is known to use algorithms that perform similarity considerations between products and filter the backlog.
  • the products to be manufactured in the production plant require a number of production steps, which are carried out in the separate parts of the plant.
  • the separate parts of the system relate to different types of systems, each of which has different (product) characteristics for the evaluation of Product transitions within the production sequence are relevant.
  • the chemical composition of the products to be manufactured can be relevant, while in another part of the plant the product dimensions of the products to be manufactured are relevant.
  • Due to the complex dependencies and the large number of individual production orders manual planning and optimization of the production orders cannot be implemented, since the relationships between all production orders for all plant parts would have to be analyzed and optimized, taking into account set-up times, output losses or similar disadvantages.
  • a system-supported global minimization of the production orders taking into account the product transitions of the production sequences across all plant parts, has not yet taken place, which leads to avoidable output losses and downtimes, which represent economic and social damage.
  • the object is achieved according to the invention by a method for planning production in a production plant consisting of several separate, successive plant parts, in particular a metallurgical production plant for the production of industrial goods such as metallic semi-finished products and/or metallic end products, with the products to be manufactured in the production plant being available in a production list and/or partial production lists for the separate successive plant parts are available or are determined from the production list (BE: production list/partial production lists, possibly supplemented by future expected orders) including the steps:
  • part of the plant can be manufactured
  • the invention relates to a method for planning a production in a production plant consisting of several separate successive plant parts. These are in particular industrial production plants such as a metallurgical production plant for the production of
  • Industrial goods such as metallic semi-finished products and/or metallic end products.
  • the products to be manufactured in the production plant are available in a production list.
  • partial production lists can be available for the separate parts of the plant, or these are derived from the production list of the production plant.
  • the production list or the partial production lists can also include products expected in the future from expected incoming orders if the production plant can provide a corresponding forecast of incoming orders or receives it from another system.
  • the partial production lists of the plant parts are analyzed in order to determine which products from the corresponding partial production list can be manufactured in the corresponding plant part without production restrictions or production interruptions.
  • production sequences for the Part of the plant determined, each production sequence summarizes the products that can be produced in the corresponding part of the plant, which can be produced in the plant part without production restrictions or production interruptions.
  • the products contained in a partial production list are thus grouped, with each group being able to be produced in the corresponding part of the plant without restrictions or without interruption.
  • a production restriction within the meaning of the invention causes a significant reduction in the output of the production plant or significant resource losses, which are associated with a product change in the production process of the plant part. According to the method according to the invention, it is then analyzed which products from the production list or the partial production lists for all plant parts of the production plant are each in a common
  • At least one overall production sequence for the production plant is determined on the basis of this analysis, each overall production sequence containing products which are contained in a common production sequence for all plant parts.
  • An overall production sequence thus contains an option for manufacturing the products specified in the overall production sequence, which is uninterrupted in the individual parts of the plant.
  • production is optimized in a production plant consisting of a plurality of separate, successive plant parts.
  • downtimes and output losses are minimized, for example by avoiding set-up times and output losses during transitions between products to be manufactured.
  • An increase in efficiency is achieved due to a higher utilization of the production capacities, for example by minimizing plant downtimes.
  • Output losses are avoided through optimized product changes. This results in a more economical operation of the production plant, as well as socially avoiding unnecessary use of resources.
  • a product is assigned to a production sequence of a plant part if the product can be produced without production restrictions or production interruptions before or after a product contained in the production sequence. It is therefore checked for each plant part and each combination of two products from the partial production list of the corresponding plant part, whether these can be produced consecutively without interruption.
  • the method includes the step of setting limit values for product properties in the separate plant parts that cause a production restriction or production interruption.
  • the product properties of the products to be manufactured which are essential for production and which limit or interrupt production in the system are therefore identified for each part of the plant
  • Limit values the products contained in a partial production list can be easily divided into the production sequences, with each production sequence being able to be executed without interruption in the corresponding part of the plant.
  • the limit values can be formed from a combination of individual parameters.
  • the limits are in particular machine-evaluable criteria for the classification of product changes.
  • the analysis of the partial production lists to determine production sequences for the corresponding plant parts includes the creation of graph models for the plant parts.
  • the products contained in the partial production lists represent a node in the graph model and the nodes are connected to one another via an edge if the corresponding products can be manufactured in the plant part without production restrictions or production interruptions. All nodes connected via edges in the graph model created thus form a production sequence for the corresponding plant part.
  • the partial production lists are thus analyzed with the aid of computers and transferred to a graph model.
  • the production sequences can be derived from this graph model. This means that even very extensive partial production lists can be analyzed quickly and easily and transferred to production sequences.
  • the method according to the invention can be based on methods which can represent and evaluate relationships between the products contained in the partial production lists and their production in the plant parts.
  • the production sequences can be derived easily and efficiently from the relationships, in particular the graph model
  • analyzing the production sequences of the plant parts to determine at least one overall production sequence for the production plant includes evaluating the graph models for the plant parts. Products are included in an overall production sequence if these products are connected via an edge for all plant parts in the corresponding graph models are.
  • the overall production sequence thus contains products that are contained in a common production sequence on all parts of the plant, ie can be produced on all parts of the plant without interruption. Since the products in the graph models are represented by nodes and the uninterrupted production sequences are defined by the edges, the graph models of the plant parts must be evaluated to determine which nodes in all graph models are connected via an edge.
  • the analysis of the partial production lists to determine production sequences for the corresponding plant parts includes the creation of lists, in particular lists of vectors, adjacency matrices, or comparable data structures for detecting relationships.
  • the created lists, adjacency matrices or comparable data structures can subsequently be evaluated analogously to the created graph models in order to determine an overall production sequence for the production facility.
  • the production sequences of the plant parts contain products that do not require processing in all plant parts.
  • the production sequences of the plant parts contain products that are delivered to a customer after processing by a plant part or processing by a part of the available plant parts.
  • the production sequences of the plant parts at least partially contain products that are part of different overall production sequences. So it is possible that products of a Production sequence in one part of the plant is part of several production sequences in another part of the plant, resulting in several overall production sequences. For example, products in an upstream part of the plant can be included in one production sequence, while the same products are included in two different production sequences in a subsequent part of the plant. Since an overall production sequence only contains products that are contained on all plant parts in a production sequence, two overall production sequences are determined in this example because of different production sequences in the subsequent plant part. The production sequence of the upstream part of the plant thus contains, for example, products that are contained in two overall production sequences. This is only an exemplary explanation and the other way around is also possible, ie that a production sequence of a subsequent part of the plant contains products from two production sequences of an upstream part of the plant.
  • the method includes the step of optimizing a plurality of overall production sequences to determine a master production sequence.
  • the master production sequence preferably includes all products to be manufactured in the production facility from the production list and/or the partial production lists. If not all of the products to be produced in the production plant that are specified by the production list or partial production lists can be produced in an overall production sequence, the execution of the several specific overall production sequences is optimized according to this variant of the invention. In particular, it is taken into account that production sequences can be part of different overall production sequences.
  • the master production sequence only sees production restrictions or Production interruptions in parts of the plant where these are unavoidable due to the linking of the overall production sequences.
  • the master production sequence thus preferably reduces the production restrictions or production interruptions to a minimum.
  • the method comprises the step of determining production start times and production end times for the products to be manufactured which are listed on the production list or in the partial production lists. For the individual products to be manufactured, it is therefore determined when production begins and when it is completed. If necessary, the corresponding start and end times of the processing by the individual plant parts can also be determined.
  • the processing status of the individual products to be manufactured and, if applicable, their intermediate products can be determined at any time.
  • storage capacities of the production plant, plant parts, interim storage facilities or the like are also taken into account, in particular for products that are manufactured early in a production sequence but are only taken into account at a later point in time in subsequent overall production sequences.
  • the optimization of several overall production sequences to determine the master production sequence is based on an algorithm for solving the job shop problem, in particular on an algorithm from the field of mixed-integer optimization, genetic optimization, heuristic methods from Operation research such as particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, or comparable algorithms.
  • the master production sequence is determined forwards or backwards along a corresponding process chain.
  • a production chain concerns, for example, the manufacture of products from one processing of raw materials to several
  • the master sequence can be determined taking into account the process chain in both directions.
  • a prioritization of the system parts is taken into account when determining the at least one overall production sequence and/or the master production sequence.
  • the prioritization is based, for example, on the added value, utilization or other properties of the plant components.
  • the overall production sequence and/or the master production sequence is determined iteratively, starting with the plant part with the highest priority, so that optimal utilization is achieved for these plant parts.
  • the method comprises the step of checking the production sequences for the corresponding parts of the plant for actually uninterrupted execution in the corresponding part of the plant.
  • the operational conditions and processes of the corresponding system part are taken into account in particular, in particular necessary maintenance downtimes, replacement of operational parts, or the like. Even if a production sequence can theoretically be carried out without interruption in one part of the plant, operational conditions and processes may be necessary
  • the method comprises the step of dividing production sequences if an actually uninterrupted execution is not possible in the corresponding plant part.
  • the integration of the production sequence to be divided into an overall production sequence is preferably taken into account during the division, so that a division of the overall production sequence is preferably avoided. If this is not possible, the entire production sequence must also be divided and, if necessary, a specific master production sequence must be re-determined.
  • the method includes the step of optimizing the production sequences for the plant parts with regard to processing by the corresponding plant part.
  • the optimization is preferably based on an algorithm for solving the Traveling Salesman problem, in particular on an algorithm from the field of mixed-integer optimization, genetic optimization, heuristic methods from operation research such as particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, or similar algorithms.
  • sorting can also be carried out according to one or more product properties.
  • the method takes into account the starting materials and their states for the products to be manufactured in the Planning of production in the production plant.
  • inventories, delivery times, delivery conditions, availability of raw materials, condition of the starting materials, processing status of (intermediate) products or the like can be taken into account. This allows the planning of the products to be optimized in terms of time, but also with regard to the tied-up capital or other economic aspects.
  • the method according to the invention includes the step of defining a time horizon for the execution of the method, in particular with regard to the manufacture of the products from the production list and/or the partial production lists.
  • the method according to the invention achieves a time-optimized production of the products.
  • delivery dates, availability of raw materials, or similar time specifications must be taken into account during planning. Since the circumstances can change continuously, planning for a specific time horizon is sufficient, so that planning continuously for this time horizon is optimal.
  • the method includes the step of adjusting production at a later point in time during production if production capacities are still available in the specified time horizon.
  • the method comprises the step of inserting a new product to be manufactured into existing production sequences and/or an overall production sequence.
  • the planning can also be adapted to short-term incoming orders, especially urgent incoming orders.
  • the due date of the new product to be manufactured, the product properties or the like are taken into account when inserting.
  • similarities to product properties of products that are already planned and contained in an overall production sequence and/or master production sequence can be taken into account.
  • a product to be newly manufactured is expediently included in an existing overall production sequence if this does not unnecessarily delay the overall production sequence, in particular does not cause the overall production sequence to be separated.
  • An unnecessary delay within the meaning of the invention is a delay in excess of the normal manufacturing time for the product to be inserted.
  • the method according to the invention comprises the linking of two existing total production sequences through the inserted new product to be produced.
  • the newly added product means that two previously separate overall production sequences can be combined into a single overall production sequence. This is made possible, for example, by the fact that the newly inserted product can mediate between two separate production sequences of a plant part, i.e. these can be combined into one production sequence.
  • the method is carried out iteratively, in particular on a fixed time basis or after specific events such as completion of an optimization run, status changes, receipt of new orders, or the like.
  • the method is used for the production of steel, non-ferrous metals, slabs, blocks, rods, strips, sheets, tubes, beams, forgings or the like.
  • non-ferrous metals are aluminum, copper, nickel, or the like.
  • the method includes one or more of the following process steps: melting, casting, hot forming, cold forming, pickling, coating, or the like.
  • the plant parts are selected from: blast furnaces, sinter plants, converters, electric arc furnaces, induction furnaces, ladle furnaces, vacuum treatment plants, powder atomization plants, continuous casting machines, block or mold foundries, hot rolling mills, cold rolling mills, pickling plants, winding lines, blasting plants, galvanizing lines,
  • Tinning lines painting lines, slitting lines, cut-to-length lines, finishing lines, forging presses, drop forging, reheating furnaces, heat treatment lines, batch annealing, or the like.
  • forging presses drop forging, reheating furnaces, heat treatment lines, batch annealing, or the like.
  • Partial production lists for determining production sequences for the corresponding plant part the creation of graph models for the plant part, the products contained in the partial production lists representing a node in the graph model in a graph model and the nodes being connected to one another via a directed edge if the corresponding products in the corresponding production sequence without Production restrictions or production interruptions can be produced in the plant part.
  • a directed graph model is created that takes into account the order of products in a production sequence in order to ensure uninterrupted production.
  • analyzing the production sequences of the plant parts to determine at least one overall production sequence for the production plant includes evaluating the graph models for the plant parts, products being included in an overall production sequence if these products for all plant parts in the corresponding graph models have directed edges are connected. Since the edges take the production sequence into account, uninterrupted production is guaranteed. This corresponds to the determination of Hamiltonian paths in a directed graph model.
  • the directed edges are taken into account directly when creating the production sequences for the corresponding plant parts, or production sequences are subsequently adapted and/or subdivided on the basis of the directed edges.
  • a directed graph model is created directly and the production sequence is derived from it, which directly takes into account the production sequence of the products based on the directed edges, or an already determined production sequence is adapted and/or subdivided based on the directed graph model.
  • a subdivision of a production sequence is necessary if not all products contained in the production sequence can be manufactured in an uninterrupted production sequence.
  • the method comprises the step of subdividing the overall production sequence according to the subdivision of the production sequences. Will a production sequence due to the directed graph model is divided, the overall production sequence based on it is also divided accordingly.
  • directed lists in particular lists of directed vectors, directed adjacency matrices, or comparable directed data structures can also be used to record relationships.
  • the method includes the step of filtering the production list and/or the partial production lists, in particular with regard to the delivery dates.
  • the production lists and/or partial production lists are preferably filtered before the partial production lists are analyzed.
  • the filtering takes place in particular on the basis of delivery dates of the products to be manufactured in the production plant.
  • products to be manufactured can be sorted out, for example, which are currently not time-critical and can or must only be taken into account at a later point in time when planning production in the production plant.
  • the result of the filtering is therefore a list of products that are relevant to the current process situation and are to be manufactured in the production plant.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a production plant with several separate successive plant parts according to a first exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 2a-2d detailed examples of graph models of production sequences and superimposition of the graph models to determine a
  • the production plant 1 shows a schematic view of a production plant 1 with a plurality of successive plant parts 2 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the production plant 1 is designed to carry out a method according to the invention for planning a production in the production plant 1 .
  • the production plant 1 from FIG. 1 is a metallurgical production plant 1 for the production of industrial goods such as metallic fluff and/or metallic end products.
  • the production plant 1 comprises three separate, consecutive plant parts 2, namely in the order from top to bottom: a casting and rolling plant, a pickling tandem line and a hot-dip galvanizing line.
  • the system parts 2 are selected purely as an example and are limited to three for the sake of clarity. In principle, the number and type of system parts 2 is not limited and relates, for example, to floc furnaces, sintering systems, converters, electric arc furnaces, induction furnaces, ladle furnaces, vacuum treatment systems, powder atomization systems, continuous casting machines, block or mold foundries, hot rolling mills, cold rolling mills, pickling systems, winding lines, blasting systems, galvanizing lines, tinning lines , painting lines, slitting lines, cut-to-length lines, finishing lines, forging presses, drop forging lines, reheating furnaces, heat treatment lines, batch annealing, or the like.
  • the method according to the invention is used for the production of steel, non-ferrous metals, slabs, blocks, rods, strips, sheets, tubes, beams, forgings or the like.
  • the method includes, for example, one or more of the following process steps: melting, casting, hot forming, cold forming, pickling, coating, or the like.
  • the products P1, P2, P3, P4, P5 to be manufactured in the production plant 1 are present in a production list 3 according to the first exemplary embodiment from FIG. From the production list 3, partial production lists 4 for the separate, consecutive system parts 2 can be determined.
  • the production list 3 can also contain orders expected in the future, that is to say products P1, P2, P3, P4, P5 which are likely to be manufactured in the future.
  • the partial production lists are analyzed for the plant parts 2 and production sequences for the corresponding plant parts 2 are determined.
  • the products P1, P2, P3, P4, P5 that can be produced in the corresponding plant part 2 and that can be produced in the plant part 2 without production restrictions or production interruptions are combined in each production sequence.
  • the products P1 , P2 , P3 , P4 , P5 listed in the partial production lists 4 are thus analyzed to determine whether they are produced without interruption in the plant part 2 . All products P1, P2, P3, P4, P5 of the partial production list 4 that can be produced without interruption are combined in a production sequence.
  • the partial production list 4 is consequently subdivided into a number of production sequences, with each production sequence being able to be executed by the plant part without interruption.
  • a product is assigned to a production sequence of a plant part 2 in particular if the product can be produced without production restrictions or production interruptions before or after a product contained in the production sequence.
  • limit values for product properties that cause production to be restricted or interrupted are set for the separate plant parts 2 .
  • the partial production lists 4 can be easily and quickly grouped into the production sequences.
  • the production sequences of the plant parts 2 are analyzed in order to identify products P1, P2, P3, P4, P5 that are contained in all plant parts 2 in a common production sequence.
  • an overall production sequence is determined, which contains the products P1, P2, P3, P4, P5, which are contained in a common production sequence for all plant parts 2.
  • the overall production sequence thus ensures that the products P1, P2, P3, P4, P5 contained therein can be produced on all system parts 2 without interruption. Expediently, only products P1, P2, P3, P4, P5 that require production in the same successive plant parts 2 are taken into account in an overall production sequence. At the same time, the production sequences of the plant parts 2 can at least partially contain products P1, P2, P3, P4, P5, which are part of different overall production sequences.
  • the method according to the invention for planning production in production plant 1, which consists of several separate, successive plant parts 2, preferably includes the optimization of several overall production sequences to determine a master production sequence, which preferably contains all products P1, P2, P3, P4, P5 to be manufactured in production plant 1 from the Production list 3 or the partial production lists 4 includes. So not only overall production sequences are determined, which optimize the production of the products P1, P2, P3, P4, P5 contained therein over all plant parts 2 of the production plant 1, but also the Execution of the several total production plants in the plant parts 2 of the production plant 1 optimized.
  • the number, weight, volume or similar properties of products P1, P2, P3, P4, P5 are taken into account, which are manufactured early in a production sequence, but continue at a later point in time in subsequent overall production sequences are taken into account. Furthermore, storage capacities of the production plant 1, the parts of the plant 2, intermediate storage facilities or the like can be taken into account in this regard.
  • the optimization of several overall production sequences to determine the master production sequence is based, for example, on an algorithm for solving the job shop problem, in particular on an algorithm from the field of mixed-integer optimization, genetic optimization, heuristic methods from operation research such as particle swarm , simulated annealing, tabu search, predator-prey, or similar algorithms.
  • the master production sequence can be determined forwards or backwards along the corresponding process chain.
  • a prioritization of the system parts 2 can be taken into account when determining the at least one overall production sequence and/or the master production sequence.
  • the prioritization is based, for example, on the added value, utilization or other properties of the plant parts 2.
  • the method includes the step of checking the production sequences for the corresponding plant parts 2 for an actually uninterrupted execution in the corresponding plant part 2.
  • the products P1, P2, P3, P4, P5 in a production sequence are theoretically uninterrupted in the plant part 2 executable, but it is quite possible that the production sequence is too long overall and cannot be executed without interruption. For example, maintenance work on the plant part 2 can be pending during the production sequence, so that the production sequence has to be interrupted for the maintenance work. For this reason, the operational conditions and processes of the corresponding system part 2 are taken into account during the check, in particular necessary maintenance downtimes, replacement of operational changeover parts, or the like are taken into account. If an uninterrupted execution in the plant part 2 is not possible, the corresponding production sequence is preferably divided. The integration of the production sequence to be divided into an overall production sequence is taken into account during the division, so that preferably a division of the overall production sequence is avoided.
  • the corresponding processing of the production sequences by the plant part 2 can be optimized for the plant parts 2 . It is therefore determined for each plant part 2 in which order the products P1, P2, P3, P4, P5 of the production sequence are produced. For example, sorting takes place according to one or more product properties.
  • the optimization is based, for example, on an algorithm for solving the Traveling Salesman problem, in particular on an algorithm from the field of mixed-integer optimization, genetic optimization, heuristic methods from operation research such as particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, or similar algorithms.
  • the method according to the invention can take into account the starting materials and their states for the products P1, P2, P3, P4, P5 to be manufactured. This allows further optimize the profitability of the production plant 1 since, for example, capital tied up in the starting materials can be taken into account.
  • the method includes the definition of a time horizon for the execution of the method, in particular the production of the products P1, P2, P3, P4, P5 from the production list 3 and/or the partial production lists 4. If in the defined time horizon still If production capacities are available, ongoing production can be adjusted at a later point in time, for example.
  • a new product to be manufactured can be inserted into existing production sequences and/or an overall production sequence.
  • due dates of the products P1, P2, P3, P4, P5 to be inserted, product properties or the like are taken into account.
  • a product to be newly manufactured is preferably only included in an existing overall production sequence if this does not unnecessarily delay the overall production sequence, in particular if it does not cause the overall production sequence to be separated.
  • a new product to be manufactured is inserted in particular if this allows two existing overall production sequences to be linked.
  • the method is expediently executed iteratively, in particular on a fixed time basis or after specific events such as the completion of an optimization run, status changes, receipt of new orders, or the like.
  • the analysis of the partial production lists 4 to determine production sequences for the corresponding plant parts 2 includes the creation of graph models for the plant parts 2.
  • the products contained in the partial production lists 4 P1, P2, P3, P4, P5 represented by a node in the graph model. The nodes are connected to one another via an edge if the corresponding products P1, P2, P3, P4, P5 can be manufactured in plant part 2 without production restrictions or production interruptions.
  • FIGS. 2a to 2c show detailed examples of graph models of production sequences for the three plant parts 2 of the production plant 1 from FIG. 1 and FIG. 2d shows a superimposition of the graph models from FIGS. 2a to 2c to determine an overall production sequence.
  • the angular position of a node represents the carbon of the associated product and the radius represents the bandwidth of the associated product.
  • FIG. 2a shows the graph model for the casting and rolling plant, which is the first plant part 2 of the production plant from FIG.
  • the parameters relevant for the analysis of the partial production lists 4 and the determination of production sequences for this plant part 2 are the steel quality, the carbon content, changes in width and changes in thickness.
  • products P1, P2, P3, P4, P5 have a similar carbon content
  • FIG. 2b shows the graph model for the pickling tandem line, which is the second plant part 2 of the production plant 1 from FIG.
  • the parameters relevant for the analysis of the partial production lists 4 and the determination of production sequences for this plant part 2 are different pickling speeds, Changes in width, changes in thickness at the inlet, changes in thickness at the outlet and changes in cross-section.
  • products P1, P2, P3, P4, P5 with similar dimensions are combined in production sequences for the pickling tandem train, since they can be produced without interruption in the casting and rolling plant.
  • the carbon content (angular position) is less relevant for the pickling tandem train than for the casting and rolling plant.
  • FIG. 2c shows the graph model for the hot-dip galvanizing plant, which is the third and last plant part 2 of the production plant from FIG.
  • the parameters relevant for the analysis of the partial production lists 4 and the determination of production sequences for this plant part 2 are the annealing treatment, the carbon content, changes in thickness, changes in width and changes in cross section.
  • products P1, P2, P3, P4, P5 with a comparable carbon content (angular position) and similar dimensions (radius position) are combined in production sequences for the hot-dip galvanizing plant, since they can be produced in the hot-dip galvanizing plant without interruption.
  • FIGS. 2a to 2c shows an overlay of the graph models from FIGS. 2a to 2c, the graph model of the casting and rolling plant being shown at the bottom, the graph model of the pickling tandem line in the middle and the graph model of the hot-dip galvanizing line at the top.
  • Overall production sequences can be derived from the superimposition, an overall production sequence containing only products P1, P2, P3, P4, P5, which are contained in all three plant parts 2 in a common production sequence.
  • 3a to 3d show reduced examples of graph models of production sequences for the three plant parts 2 from FIGS. 1 and 2 and an overall production sequence derived therefrom.
  • 3a shows that the products P1, P2 and P3 are contained in the casting-rolling plant in a first production sequence and the products P4 and P5 in a second production sequence.
  • 3b shows that the products P1 to P5 can be produced in one production sequence in the pickling tandem train.
  • Fig. 3c shows that in the hot-dip galvanizing plant in a first
  • Production sequence containing the products P1 and P2 and in a second production sequence the products P3, P4 and P5.
  • the first overall production sequence includes the products P1 and P2
  • the second overall production sequence includes the product P3
  • the third overall production sequence includes the products P4 and P5.
  • the overall production sequence for the products P1 and P2 is carried out, which can also be carried out without interruption for all plant parts 2.
  • the product P3 is contained in a production sequence with the products P1 and P2 with regard to the casting and rolling plant, i.e. it is also produced without interruption can be made, the product P3 is also produced directly in the casting and rolling plant and, if necessary, stored.
  • the pickling tandem train the product P3 can be produced with the products P4 and P5 in one production sequence, i.e. without interruption. Therefore, the product P3 is stored until the products P4 and P5 have been produced in the casting and rolling plant.
  • the products P3 to P5 can then be manufactured in the pickling tandem train.
  • the master production sequence determined in this way essentially only contains the interruption with regard to the changeover between the two production sequences in the casting and rolling plant.
  • the interruption in hot-dip galvanizing is at least partially or even fully compensated by the intermediate storage of the product P3 after the first production sequence in the casting and rolling plant.
  • the analysis of the partial production lists 4 to determine production sequences for the corresponding plant parts 2 can include the creation of lists, in particular lists of vectors, adjacency matrices, or comparable data structures for detecting relationships.
  • the nodes are connected to each other via a directed edge if the corresponding products P1, P2, P3, P4, P5 in the corresponding production order without

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen (2) bestehenden Produktionsanlage (1), insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage (1) zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten, wobei die in der Produktionsanlage (1) herzustellenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) in einer Produktionsliste (3) vorliegen und/oder Teilproduktionslisten (4) für die separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteile (2) vorliegen oder aus der Produktionsliste (3) ermittelt werden, (BE: Produktionsliste/Teilproduktionslisten ggf. ergänzt um zukünftig erwartete Aufträge) umfassend die Schritte: Analysieren der Teilproduktionslisten (4) und Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile (2), wobei in jeder Produktionssequenz die in dem entsprechenden Anlagenteil (2) herstellbaren Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) zusammengefasst sind, die ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil (2) hergestellt werden können, Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile (2) und Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage (1), wobei in einer Gesamtproduktionssequenz Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) enthalten sind, die für alle Anlagenteile (2) in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind. Die Erfindung betrifft ein entsprechendes System und Computerprogramm.

Description

Verfahren, System und Computerprogramm zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden
Produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten. Die Erfindung betrifft ferner ein System und ein Computerprogramm zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten.
In Produktionsanlagen mit mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen, wie insbesondere metallurgische Produktionsanlagen zur
Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten, verknüpfen verschiedene Prozessschritte miteinander. In den separaten Anlagenteilen werden unterschiedliche Prozessschritte zur Herstellung eines Endprodukts der Produktionsanlage ausgeführt. Das in einem Anlagenteil hergestellte (Zwischen-) Produkt dient als Eingangsprodukt des nachfolgenden Anlagenteils oder wird als Zwischenprodukt oder nach Verarbeitung im letzten Anlagenteil als Endprodukt an einen Kunden geliefert. Die Anlagenteile können dabei räumlich voneinander getrennt sein und die (Zwischen-) Produkte werden gegebenenfalls zwischen den Anlagenteilen transportiert, zwischengelagert oder dergleichen. Die in der Produktionsanlage bzw. in den separaten Anlagenteilen herzustellenden Produkte liegen dabei in einer Produktionsliste bzw. in Teilproduktionslisten für die separaten Anlagenteilen vor. Die Teilproduktionslisten können beispielsweise aus der Produktionsliste abgeleitet werden.
In den separaten Anlagenteilen werden jeweils Produkte der Teilproduktionslisten in Produktionssequenzen hergestellt, vorzugsweise unmittelbar nacheinander. Dabei erfordern unterschiedliche Produkte üblicherweise eine Anpassung der Fahrweise des Anlagenteils, eine Anpassung der mechanischen Ausrüstung der Anlage, die Durchführung von Wartungsarbeiten an dem Anlagenteil oder vergleichbare Modifikationen des Anlagenteils. Ein Produktwechsel in einer Produktionssequenz kann folglich eine Verzögerung und unnötigen Ausschuss verursachen. Eine Verzögerung entsteht beispielsweise durch Rüstzeiten oder dem Austausch von Verschleißteilen. Ein Ausschuss kann aufgrund transienter Produktionsbedingungen entstehen, wobei das in der Übergangszeit hergestellte Produkt nicht die Anforderungen an das Endprodukt erfüllt. Ferner kann ein Austausch von Verschleißteilen zu einem nicht optimierten, insbesondere zu frühem, Zeitpunkt erfolgen. Es ist aus dem Stand der Technik die Produktion in einem Anlagenteil manuell und/oder systemgestützt zu optimieren. Die Optimierung betrifft dabei insbesondere die Bestimmung der Produktionssequenz, also die Festlegung der Produktionsreihenfolge in einem Anlagenteil. Dabei werden beispielsweise System gestützt vergleichbare Produkte in einer Produktionssequenz gruppiert. Es ist bekannt dazu Algorithmen einzusetzen, die Ähnlichkeitsbetrachtungen zwischen Produkten ausführen und den Auftragsbestand filtern.
Die in der Produktionsanlage herzustellenden Produkte erfordern eine Mehrzahl von Produktionsschritten, welche in den separaten Anlagenteilen ausgeführt werden. Die separaten Anlagenteile betreffen unterschiedliche Anlagentypen, bei welchen jeweils verschiedene (Produkt-) Merkmale für die Bewertung von Produktübergängen innerhalb der Produktionssequenz relevant sind. Bezüglich eines Anlagenteils kann die chemische Zusammensetzung der herzustellenden Produkte relevant sein, während in einem anderen Anlagenteil die Produktabmessungen der herzustellenden Produkte relevant sind. Aufgrund der komplexen Abhängigkeiten und der großen Anzahl an einzelnen Produktionsaufträgen ist eine manuelle Planung und Optimierung der Produktionsaufträge nicht umsetzbar, da die Zusammenhänge zwischen sämtlichen Produktionsaufträgen für alle Anlagenteile unter Berücksichtigung von Rüstzeiten, Ausbringungsverlusten oder ähnlichen Nachteilen analysiert und optimiert werden müssten. Auch eine systemunterstützte globale Minimierung der Produktionsaufträge unter Berücksichtigung der Produktübergänge der Produktionssequenzen über alle Anlagenteile findet bisher nicht statt, wodurch es zu vermeidbaren Ausbringungsverlusten und Stillstandzeiten kommt, die einen betriebswirtschaftlichen und gesellschaftlichen Schaden darstellen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung die Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage zu planen und den Produktionsprozess über alle Anlagenteile für eine vorgegebene Produktionsliste zu optimieren. Dabei sollen insbesondere Stillstandzeiten und Ausbringungsverluste minimiert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten, wobei die in der Produktionsanlage herzustellenden Produkte in einer Produktionsliste vorliegen und/oder Teilproduktionslisten für die separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteile vorliegen oder aus der Produktionsliste ermittelt werden, (BE: Produktionsliste/Teilproduktionslisten ggf. ergänzt um zukünftig erwartete Aufträge) umfassend die Schritte:
Analysieren der Teilproduktionslisten und Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile, wobei in jeder Produktionssequenz die in dem entsprechenden Anlagenteil herstellbaren Produkte zusammengefasst sind, die ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem
Anlagenteil hergestellt werden können,
Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile und Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage, wobei in einer Gesamtproduktionssequenz Produkte enthalten sind, die für alle Anlagenteile in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage. Dies sind insbesondere industrielle Produktionsanlagen wie beispielsweise eine metallurgische Produktionsanlage zur Erzeugung von
Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten. Die in der Produktionsanlage herzustellenden Produkte liegen dabei in einer Produktionsliste vor. Alternativ können für die separaten Anlagenteile Teilproduktionslisten vorliegen oder diese werden aus der Produktionsliste der Produktionsanlage angeleitet.
Die Produktionsliste bzw. die Teilproduktionslisten können auch zukünftig erwartete Produkte aus erwarteten Auftragseingängen umfassen, wenn die Produktionsanlage eine entsprechende Vorhersage von Auftragseingängen bereitstellen kann bzw. von einem anderen System erhält.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Teilproduktionslisten der Anlagenteile dahingehend analysiert, um festzustellen welche Produkte aus der entsprechenden Teilproduktionsliste in dem entsprechenden Anlagenteil ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung hergestellt werden können. Auf Basis dieser Analyse werden Produktionssequenzen für den Anlagenteil bestimmt, wobei jede Produktionssequenz die in dem entsprechenden Anlagenteil herstellbaren Produkte zusammengefasst, die ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil hergestellt werden können. Die in einer Teilproduktionsliste enthaltenen Produkte werden also gruppiert, wobei jede Gruppe in dem entsprechenden Anlagenteil ohne Einschränkungen bzw. unterbrechungsfrei herstellbar ist. Bei einem Wechsel zwischen den Gruppen, also den Produktionssequenzen, ist zwangsläufig eine Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung erforderlich. Eine Produktionseinschränkung im Sinne der Erfindung bedingt eine maßgebliche Verringerung der Ausbringung der Produktionsanlage oder erhebliche Ressourcenverluste, welche im Zusammenhang mit einem Produktwechsel im Produktionsprozess des Anlagenteils stehen. Nachfolgend wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren analysiert, welche Produkte aus der Produktionsliste bzw. der Teilproduktionslisten für alle Anlagenteile der Produktionsanlage jeweils in einer gemeinsamen
Produktionssequenz enthalten sind. Es wird also festgestellt, welche herzustellenden Produkte auf allen Anlagenteilen in den jeweiligen Anlagenteilen unterbrechungsfrei hergestellt werden können. Aus Basis dieser Analyse wird wenigstens eine Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage bestimmt, in jeder Gesamtproduktionssequenz Produkte enthalten sind, die für alle Anlagenteile in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind. Eine Gesamtproduktionssequenz enthält also eine Möglichkeit zur Herstellung der in der Gesamtproduktionssequenz angegebenen Produkte, welche in den einzelnen Anlagenteilen unterbrechungsfrei ist.
Dadurch wird erfindungsgemäß die Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage optimiert. Insbesondere werden Stillstandzeiten und Ausbringungsverluste minimiert, beispielsweise durch Vermeidung von Rüstzeiten und Ausbringungsverlusten bei Übergängen zwischen herzustellenden Produkten. Es wird eine Effizienzsteigerung aufgrund einer höheren Nutzung der Produktionskapazitäten erzielt, beispielsweise durch eine Minimierung von Anlagenstillständen. Ausbringungsverluste werden durch optimierte Produktwechsel vermieden. Daraus resultiert eine ökonomischere Betriebsweise der Produktionsanlage, sowie gesellschaftlich eine Vermeidung von unnötig eingesetzten Ressourcen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante wird ein Produkt einer Produktionssequenz eines Anlagenteils zugeordnet, wenn das Produkt ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung vor oder nach einem in der Produktionssequenz enthaltenen Produkt herstellbar ist. Es wird also für jeden Anlagenteil und jede Kombination von zwei Produkten aus der Teilproduktionsliste des entsprechenden Anlagenteils überprüft, ob diese unterbrechungsfrei aufeinanderfolgend hergestellt werden können.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Festlegens von Grenzwerten für Produkteigenschaften in den separaten Anlagenteilen die eine Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung bedingen. Es werden also für jeden Anlagenteil die für die Produktion wesentlichen Produkteigenschaften der herzustellenden Produkte identifiziert, welche eine Einschränkung bzw. Unterbrechung der Produktion in dem
Anlagenteil verursachen können. Für diese Produkteigenschaften werden Grenzwerte festgelegt, bei deren Überschreiten eine Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung angenommen wird. Durch die festgelegten
Grenzwerte können die in einer Teilproduktionsliste enthaltenen Produkte auf einfache Art und Weise in die Produktionssequenzen aufgeteilt werden, wobei jede Produktionssequenz in dem entsprechenden Anlagenteil unterbrechungsfrei ausgeführt werden kann. Die Grenzwerte können erfindungsgemäß aus einer Kombination einzelner Parameter gebildet werden. Die Grenzwerte sind insbesondere maschinell auswertbare Kriterien zur Klassifikation von Produktwechseln.
Nach einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung umfasst das Analysieren der Teilproduktionslisten zur Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile das Erstellen von Graphenmodellen für die Anlagenteile. In einem erstellten Graphenmodell repräsentieren die in den Teilproduktionslisten enthaltenen Produkte einen Knoten in dem Graphenmodell und die Knoten werden miteinander über eine Kante verbunden, wenn die entsprechenden Produkte ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil hergestellt werden können. Alle über Kanten verbundenen Knoten in dem erstellten Graphenmodell bilden somit eine Produktionssequenz für den entsprechenden Anlagenteil. Die Teilproduktionslisten werden also rechnergestützt analysiert und in ein Graphenmodell überführt. Aus diesem erstellten Graphenmodell lassen sich die Produktionssequenzen ableiten. Dadurch können auch sehr umfangreiche Teilproduktionslisten schnell und einfach analysiert und in Produktionssequenzen überführt werden. Prinzipiell kann das erfindungsgemäße Verfahren auf Methoden basieren, welche Beziehungen zwischen den in den Teilproduktionslisten enthaltenen Produkten und deren Produktion in den Anlagenteilen repräsentieren und auswerten können. Aus den Zusammenhängen, insbesondere dem Graphenmodell, lassen sich die Produktionssequenzen einfach und effizient ableiten
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile zur Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage das Auswerten der Graphenmodelle für die Anlagenteile. Dabei werden Produkte in einer Gesamtproduktionssequenz aufgenommen, wenn diese Produkte für alle Anlagenteile in den entsprechenden Graphenmodellen über eine Kante verbunden sind. Die Gesamtproduktionssequenz enthält somit Produkte, die auf allen Anlagenteilen in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind, also auf allen Anlagenteilen unterbrechungsfrei hergestellt werden können. Da die Produkte in den Graphenmodellen durch Knoten repräsentiert werden und die unterbrechungsfreien Produktionssequenzen durch die Kanten definiert werden, müssen die Graphenmodelle der Anlagenteile dahingehend ausgewertet werden, welche Knoten in allen Graphenmodellen über eine Kante verbunden sind.
In einer alternativen erfindungsgemäßen Variante zu dem Erstellen von Graphenmodellen umfasst das Analysieren der Teilproduktionslisten zur Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile das Erstellen von Listen, insbesondere Listen von Vektoren, Adjazenzmatrizen, oder vergleichbaren Datenstrukturen zur Erfassung von Beziehungsgeflechten. Die erstellten Listen, Adjazenzmatrizen oder vergleichbaren Datenstrukturen können nachfolgend analog zu den erstellten Graphenmodellen ausgewertet werden, um eine Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage zu bestimmen.
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung werden in einer Gesamtproduktionssequenz nur berücksichtigt, die eine Produktion in denselben aufeinanderfolgenden Anlagenteilen erfordern. Die in einer Gesamtproduktionssequenz enthaltenen Produkte erfordern also die gleiche Abfolge von Produktionsschritten in der Herstellung. Im Gegensatz dazu ist es möglich, dass die Produktionssequenzen der Anlagenteile Produkte enthalten, die keine Bearbeitung in allen Anlagenteilen erfordern. Beispielsweise enthalten die Produktionssequenzen der Anlagenteile Produkte die nach einer Bearbeitung durch einen Anlagenteil oder einer Bearbeitung durch einen Teil der verfügbaren Anlagenteile an einen Kunden geliefert werden.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante enthalten die Produktionssequenzen der Anlagenteile zumindest teilweise Produkte, die Bestandteil unterschiedlicher Gesamtproduktionssequenzen sind. Es ist also möglich, dass Produkte einer Produktionssequenz in einem Anlagenteil Bestandteil von mehreren Produktionssequenzen eines anderen Anlagenteils ist, so dass daraus mehrere Gesamtproduktionssequenzen entstehen. Beispielsweise können Produkte in einem vorgelagerten Anlagenteil in einer Produktionssequenz enthalten sein, während dieselben Produkte in einem nachfolgenden Anlagenteil in zwei unterschiedlichen Produktionssequenzen enthalten sind. Da eine Gesamtproduktionssequenz nur Produkte enthält, die auf allen Anagenteilen in einer Produktionssequenz enthalten sind, werden in diesem Beispiel zwei Gesamtproduktionssequenzen bestimmt, wegen unterschiedlichen Produktionssequenzen in dem nachfolgenden Anlagenteil. Somit enthält die Produktionssequenz des vorgelagerten Anlagenteils beispielsweise Produkte, die in zwei Gesamtproduktionssequenzen enthalten sind. Dies ist nur eine beispielhafte Erläuterung und auch umgekehrt möglich, also dass eine Produktionssequenz eines nachfolgenden Anlagenteils Produkte aus zwei Produktionssequenzen eines vorgelagerten Anlagenteils enthält.
In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Optimierens von mehreren Gesamtproduktionssequenzen zur Bestimmung einer Masterproduktionssequenz. Die Masterproduktionssequenz umfasst vorzugsweise alle in der Produktionsanlage herzustellenden Produkte aus der Produktionsliste und/oder den Teilproduktionslisten. Sofern nicht alle in der Produktionsanlage herzustellenden Produkte, die durch die Produktionsliste bzw. Teilproduktionslisten vorgegeben sind, in einer Gesamtproduktionssequenz herstellbar sind, wird die Ausführung der mehreren bestimmten Gesamtproduktionssequenzen gemäß dieser Variante der Erfindung optimiert. Dabei wird insbesondere berücksichtigt, dass Produktionssequenzen Teil von unterschiedlichen Gesamtproduktionssequenzen sein können. Bei der Bestimmung der Masterproduktionssequenz werden also insbesondere die Produktionssequenzen und deren Verknüpfung mit den Gesamtproduktionssequenzen berücksichtigt. Insbesondere sieht die Masterproduktionssequenz nur Produktionseinschränkungen oder Produktionsunterbrechungen in Anlagenteilen vor, wo diese durch die Verknüpfung der Gesamtproduktionssequenzen unvermeidbar sind. Die Masterproduktionssequenz reduziert somit die Produktionseinschränkungen oder Produktionsunterbrechungen vorzugsweise auf ein Minimum.
Nach einer zweckmäßigen erfindungsgemäßen Variante werden bei der Bestimmung der Masterproduktionssequenz die Anzahl, das Gewicht, das Volumen oder ähnlicher Eigenschaften von Produkten berücksichtigt, die im Rahmen einer Produktionssequenz frühzeitig hergestellt werden, aber erst zu einem späteren Zeitpunkt in nachfolgenden Gesamtproduktionssequenzen weiter berücksichtigt werden. Die frühzeitige Herstellung im Rahmen einer Produktionssequenz und der nachfolgenden Berücksichtigung in einer Gesamtproduktionssequenz sollte dabei so kurz wie möglich sein. In einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt den Schritt des Bestimmens von Produktionsstartzeitpunkten und Produktionsendzeitpunkten für die der Produktionsliste oder in den Teilproduktionslisten aufgeführten herzustellenden Produkte. Für die einzelnen herzustellenden Produkte wird also ermittelt, wann die Produktion beginnt und wann diese abgeschlossen ist. Bei Bedarf können auch die entsprechenden Start- und Endzeitpunkte der Bearbeitung durch die einzelnen Anlagenteile bestimmt werden. Somit lässt sich jederzeit ermitteln, wie der Bearbeitungsstand der einzelnen herzustellenden Produkte und ggf. deren Zwischenprodukte ist. Gemäß einer Variante werden bei der Bestimmung der Masterproduktionssequenz weiterhin Lagerkapazitäten der Produktionsanlage, der Anlagenteile, von Zwischenlagern oder dergleichen berücksichtigt, insbesondere für Produkte, die im Rahmen einer Produktionssequenz frühzeitig hergestellt werden, aber erst zu einem späteren Zeitpunkt in nachfolgenden Gesamtproduktionssequenzen weiter berücksichtigt werden. In einer vorteilhaften Variante der Erfindung basiert das Optimieren von mehreren Gesamtproduktionssequenzen zur Bestimmung der Masterproduktionssequenz auf einem Algorithmus zur Lösung des Job-Shop-Problems, insbesondere auf einem Algorithmus aus dem Bereich der gemischt-ganzzahligen Optimierung, der genetischen Optimierung, der heuristischen Verfahren aus dem Operation Research wie particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, oder vergleichbaren Algorithmen.
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Masterproduktionssequenz vorwärts oder rückwärts entlang einer entsprechenden Prozesskette. Eine Produktionskette betrifft beispielsweise die Herstellung der Produkte von einer Verarbeitung von Rohstoffen über mehrere
Verarbeitungsschritte bis zum gewünschten Produkt. Die Mastersequenz kann unter Berücksichtigung der Prozesskette in beiden Richtungen bestimmt werden. Gemäß einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Variante wird bei der Bestimmung der wenigstens einen Gesamtproduktionssequenz und/oder der Masterproduktionssequenz eine Priorisierung der Anlagenteile berücksichtigt. Die Priorisierung basiert beispielsweise auf der Wertschöpfung, Auslastung oder anderen Eigenschaften der Anlagenteile. Die Bestimmung der Gesamtproduktionssequenz und/oder der Masterproduktionssequenz erfolgt iterativ beginnend von dem höchstpriorisiertem Anlagenteil, so dass für diesen Anlagenteile eine optimale Auslastung erzielt wird.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung umfasst der Verfahren den Schritt des Überprüfens der Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile auf eine tatsächlich unterbrechungsfreie Ausführung in dem entsprechenden Anlagenteil. Bei der Überprüfung werden insbesondere die betrieblichen Gegebenheiten und Abläufe des entsprechenden Anlagenteils berücksichtigt, insbesondere notwendige Wartungsstillstände, Austausch von Betriebswechselteilen, oder dergleichen. Auch wenn eine Produktionssequenz theoretisch unterbrechungsfrei in einem Anlagenteil ausgeführt werden kann, so können betriebliche Gegebenheiten und Abläufe zu notwenigen
Produktionsunterbrechungen führen. Diese Produktionsunterbrechungen entstehen beispielsweise durch Wartungsstillstände, Austausch von Betriebswechselteilen, oder dergleichen. Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäß überprüft, ob eine Produktionssequenz tatsächlich unterbrechungsfrei unter den aktuellen Gegebenheiten in dem entsprechenden Anlagenteil ausgeführt werden kann. Auch können dabei erwartete Zustände und Gegebenheiten auf Basis eine Vorhersage berücksichtigt werden. Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Teilens von Produktionssequenzen, wenn eine tatsächlich unterbrechungsfreie Ausführung in dem entsprechenden Anlagenteil nicht möglich ist. Vorzugsweise wird die Einbindung der zu teilenden Produktionssequenz in einer Gesamtproduktionssequenz beim Teilen berücksichtigt, so dass vorzugsweise ein Teilen der Gesamtproduktionssequenz vermieden wird. Ist dies nicht möglich, so muss auch die Gesamtproduktionssequenz geteilt werden und ggf. eine bestimmte Masterproduktionssequenz neu bestimmt werden.
Gemäß einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Optimierens der Produktionssequenzen für die Anlagenteile hinsichtlich der Abarbeitung durch den entsprechenden Anlagenteil. Die Optimierung basiert vorzugsweise auf einem Algorithmus zur Lösung des Travelling-Salesman-Problems, insbesondere auf einem Algorithmus aus dem Bereich der gemischt-ganzzahligen Optimierung, der genetischen Optimierung, der heuristischen Verfahren aus dem Operation Research wie particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, oder vergleichbaren Algorithmen. Im einfachsten Fall kann auch eine Sortierung gemäß einer oder mehrerer Produkteigenschaften vorgenommen werden. In einer bevorzugten Variante der Erfindung berücksichtigt das Verfahren die Ausgangsmaterialien und deren Zustände für die herzustellenden Produkte bei der Planung der Produktion in der Produktionsanlage. Insbesondere können Lagerbestände, Lieferzeiten, Lieferkonditionen, Verfügbarkeit von Rohstoffen, Zustand der Ausgangsmaterialien, Verarbeitungszustände von (Zwischen-) Produkten oder dergleichen berücksichtigt werden. Dadurch lässt sich die Planung der Produkte zeitlich optimieren, aber auch hinsichtlich des gebundenen Kapitals oder anderen wirtschaftlichen Gesichtspunkten.
Nach einer weiteren vorteilhaften Variante umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Festlegens eines Zeithorizonts für die Ausführung des Verfahrens, insbesondere hinsichtlich der Herstellung der Produkte aus der Produktionsliste und/oder der Teilproduktionslisten. Durch die Minimierung von Produktionseinschränkungen oder Produktionsunterbrechungen erzielt das erfindungsgemäße Verfahren eine zeitlich optimierte Herstellung der Produkte. Es müssen bei der Planung aber beispielsweise Liefertermine, Rohstoffverfügbarkeiten, oder ähnliche Zeitvorgaben berücksichtigt werden. Da sich die Gegebenheiten kontinuierlich verändern können, ist eine Planung für einen bestimmten Zeithorizont ausreichend, so dass die Planung kontinuierlich für diesen Zeithorizont optimal ist. Gemäß einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Anpassens der Produktion zu einem späteren Zeitpunkt während der Produktion, wenn in dem festgelegten Zeithorizont noch Produktionskapazitäten zur Verfügung stehen. In einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Einfügens eines neuen herzustellenden Produkts in bestehende Produktionssequenzen und/oder eine Gesamtproduktionssequenz. Dadurch kann die Planung auch an kurzfristige Auftragseingänge angepasst werden, insbesondere eilige Auftragseingänge. Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung werden bei dem Einfügen der Fälligkeitstermin des neuen herzustellenden Produkts, die Produkteigenschaften oder dergleichen berücksichtigt. Insbesondere können Ähnlichkeiten zu Produkteigenschaften von bereits geplanten und in einer Gesamtproduktionssequenz und/oder Masterproduktionssequenz enthaltenen Produkten berücksichtigt werden.
Zweckmäßigerweise wird ein neu herzustellendes Produkt in eine bestehende Gesamtproduktionssequenz aufgenommen wird, wenn sich dadurch die Gesamtproduktionssequenz nicht unnötig verzögert, insbesondere eine Trennung der Gesamtproduktionssequenz verursacht. Eine unnötige Verzögerung im Sinne der Erfindung ist eine die normale Herstellungszeit für das einzufügende Produkt überschreitende Verzögerung.
Gemäß einer bevorzugten Variante umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Verknüpfen von zwei bestehenden Gesamtproduktionssequenzen durch das eingefügte neu herzustellende Produkt. Durch das neu eingefügte Produkt lassen sich als zwei vormals separate Gesamtproduktionssequenzen zu einer einzigen Gesamtproduktionssequenz zusammenfassen. Dies wird beispielsweise dadurch ermöglich, dass das neu eingefügte Produkt zwischen zwei separaten Produktionssequenzen eines Anlagenteils vermitteln kann, also diese zu einer Produktionssequenz zusammengefasst werden.
In einer weiteren Variante der Erfindung wird das Verfahren iterativ ausgeführt, insbesondere auf einer fixen zeitlichen Basis oder nach bestimmten Ereignissen wie Abschluss eines Optimierungslaufs, Zustandsänderungen, Eingang neuer Aufträge, oder dergleichen.
Nach einer zweckmäßigen Variante wird das Verfahren zur Herstellung von Stahl, nicht-Eisen Metallen, Brammen, Blöcken, Stäben, Bändern, Blechen, Rohren, Trägern, Schmiedestücken oder dergleichen verwendet. Nicht-Eisen Metalle sind beispielsweise Aluminium, Kupfer, Nickel, oder dergleichen. Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren einen oder mehrere der folgenden Prozessschritte: Schmelzen, Gießen, Warmumformung, Kaltumformung, Beizen, Beschichten, oder dergleichen.
In einer weiteren zweckmäßigen Variante der Erfindung sind die Anlagenteile ausgewählt aus: Hochöfen, Sinteranlagen, Konverter, Lichtbogenöfen, Induktionsöfen, Pfannenöfen, Vakuumbehandlungsanlagen, Pulververdüsungs- anlagen, Stranggießmaschinen, Block- oder Formgießereien, Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke, Beizanlagen, Umwickellinien, Strahlanlagen, Verzinkungslinien,
Verzinnungslinien, Lackierlinien, Längsteillinien, Querteillinien, Adjustagelinien, Schmiedepressen, Gesenkschmieden, Wiedererwärmungsöfen, Wärmebehand lungslinien, Haubenglühen, oder dergleichen. Nach einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird von dem
Verfahren bei der Bestimmung von Produktsequenzen berücksichtigt, dass zwei Produkte nur in einer vorgegebenen Reihenfolge ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung hergestellt werden können. Aufgrund der Produktionsbedingungen und/oder Produkteigenschaften kann es Vorkommen, dass Übergänge zwischen zwei Produkten nicht in beiden Richtungen mit dem gleichen Aufwand bzw. Anpassungen in dem entsprechenden Anlagenteil verbunden sind, so dass diese beiden Produkte nur in einer bestimmten Reihenfolge in einem Anlagenteil unterbrechungsfrei hergestellt werden können. Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Analysieren der
Teilproduktionslisten zur Bestimmung von Produktionssequenzen für den entsprechenden Anlagenteil das Erstellen von Graphenmodellen für den Anlagenteil, wobei in einem Graphenmodell die in den Teilproduktionslisten enthaltenen Produkte einen Knoten in dem Graphenmodell repräsentieren und die Knoten miteinander über eine gerichtete Kante verbunden werden, wenn die entsprechenden Produkte in der entsprechenden Produktionsreihenfolge ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil hergestellt werden können. Es wird also ein gerichtetes Graphenmodell erstellt, welches die Reihenfolge von Produkten in einer Produktionssequenz berücksichtigt, um eine unterbrechungsfreie Herstellung zu gewährleisten.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile zur Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage das Auswerten der Graphenmodelle für die Anlagenteile, wobei Produkte in einer Gesamtproduktionssequenz aufgenommen werden, wenn diese Produkte für alle Anlagenteile in den entsprechenden Graphenmodellen über gerichtete Kanten verbunden sind. Da die Kanten die Produktionsreihenfolge berücksichtigen, ist eine unterbrechungsfreie Herstellung gewährleistet. Dies entspricht der Bestimmung von Hamilton-pfaden in einem gerichteten Graphenmodell.
Nach einer erfindungsgemäßen Variante werden die gerichteten Kanten direkt bei der Erstellung der Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile berücksichtigt oder Produktionssequenzen werden nachfolgend auf Basis der gerichteten Kanten angepasst und/oder unterteilt. Es wird also entweder direkt ein gerichtetes Graphenmodell erstellt und daraus wird die Produktionssequenz abgeleitet, welche auf Basis der gerichteten Kanten direkt die Produktionsreihenfolge der Produkte berücksichtigt, oder es wird eine bereits bestimmte Produktionssequenz auf Basis des gerichteten Graphenmodells angepasst und/oder unterteilt. Eine Unterteilung einer Produktionssequenz ist notwendig, wenn nicht alle in der Produktionssequenz enthaltenen Produkt in einer unterbrechungsfreien Produktionsreihenfolge hergestellt werden können.
Gemäß einer Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Unterteilens der Gesamtproduktionssequenz gemäß der Unterteilung der Produktionssequenzen. Wird eine Produktionssequenz aufgrund des gerichteten Graphenmodells unterteilt, so wird auch die darauf basierende Gesamtproduktionssequenz entsprechend geteilt.
In einer alternativen erfindungsgemäßen Variante zu dem Erstellen eines gerichteten Graphenmodells können auch gerichtete Listen, insbesondere Listen von gerichteten Vektoren, gerichteten Adjazenzmatrizen, oder vergleichbaren gerichtete Datenstrukturen zur Erfassung von Beziehungsgeflechten genutzt werden. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Filterns der Produktionsliste und/oder der Teilproduktionslisten, insbesondere bezüglich der Liefertermine. Das Filtern der Produktionslisten und/oder Teilproduktionslisten erfolgt dabei vorzugsweise vor dem Analysieren der Teilproduktionslisten. Die Filterung erfolgt insbesondere auf Basis von Lieferterminen der in der Produktionsanlage herzustellenden Produkte. Durch das Filtern können beispielsweise herzustellende Produkte aussortiert werden, welche aktuell nicht zeitkritisch sind und erst zu einem späteren Zeitpunkt bei der Planung der Produktion in der Produktionsanlage berücksichtigt werden können bzw. müssen. Das Ergebnis der Filterung ist somit eine Liste von für die aktuelle Prozesssituation relevanter Produkte, welche in der Produktionsanlage herzustellen sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Produktionsanlage mit mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2a-2d detaillierte Beispiele für Graphenmodelle von Produktionssequenzen und Überlagerung der Graphenmodelle zur Bestimmung einer
Gesamtproduktionssequenz, und Fig. 3a-3d reduzierte Beispiele für Graphenmodelle von Produktionssequenzen und daraus abgeleitete Gesamtproduktionssequenzen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Produktionsanlage 1 mit mehreren aufeinanderfolgenden Anlagenteilen 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Produktionsanlage 1 ist dabei zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Planung einer Produktion in der Produktionsanlage 1 ausgebildet. Bei der Produktionsanlage 1 aus Fig. 1 handelt es sich um eine metallurgische Produktionsanlage 1 zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Flalbzeug und/oder metallischen Endprodukten. In dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 umfasst die Produktionsanlage 1 drei separate aufeinanderfolgende Anlagenteil 2, nämlich in der Reihenfolge von oben nach unten: eine Gießwalzanlage, eine Beiz-Tandemstraße und eine Feuerverzinkung.
Die Anlagenteile 2 sind rein exemplarisch ausgewählt und der übersichthalber auf drei beschränkt. Grundsätzlich ist die Anzahl und Art der Anlagenteile 2 nicht beschränkt und betrifft beispielsweise Flochöfen, Sinteranlagen, Konverter, Lichtbogenöfen, Induktionsöfen, Pfannenöfen, Vakuumbehandlungsanlagen, Pulververdüsungsanlagen, Stranggießmaschinen, Block- oder Formgießereien, Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke, Beizanlagen, Umwickellinien, Strahlanlagen, Verzinkungslinien, Verzinnungslinien, Lackierlinien, Längsteillinien, Querteillinien, Adjustagelinien, Schmiedepressen, Gesenkschmieden, Wiedererwärmungsöfen, Wärmebehandlungslinien, Haubenglühen, oder dergleichen.
Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Stahl, nicht-Eisen Metallen, Brammen, Blöcken, Stäben, Bändern, Blechen, Rohren, Trägern, Schmiedestücken oder dergleichen verwendet. Das Verfahren umfasst dabei beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Prozessschritte: Schmelzen, Gießen, Warmumformung, Kaltumformung, Beizen, Beschichten, oder dergleichen. Die in der Produktionsanlage 1 herzustellenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 liegen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in einer Produktionsliste 3 vor. Aus der Produktionsliste 3 können Teilproduktionslisten 4 für die separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteile 2 ermittelt werden. Die Produktionsliste 3 kann auch zukünftig erwartete Aufträge enthalten, also Produkte P 1 , P2, P3, P4, P5 die wahrscheinlich in der Zukunft hergestellt werden sollen.
Zur Planung der Produktion in der aus den separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen 2 bestehenden Produktionsanlage 1 werden für die Anlagenteile 2 die Teilproduktionslisten analysiert und Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile 2 bestimmt. In jeder Produktionssequenz sind die in dem entsprechenden Anlagenteil 2 herstellbaren Produkte P1, P2, P3, P4, P5 zusammengefasst, die ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil 2 hergestellt werden können. In den Teilproduktionslisten 4 aufgeführten Produkte P1, P2, P3, P4, P5 werden also dahingehend analysiert, ob diese unterbrechungsfrei in dem Anlagenteil 2 hergestellt werden. Alle unterbrechungsfrei herstellbaren Produkte P 1 , P2, P3, P4, P5 der Teilproduktionsliste 4 werden in einer Produktionssequenz zusammengefasst. Die Teilproduktionsliste 4 wird folglich in mehrere Produktionssequenzen unterteilt, wobei jede Produktionssequenz von dem Anlagenteil unterbrechungsfrei ausgeführt werden kann. Ein Produkt wird insbesondere dann einer Produktionssequenz eines Anlagenteils 2 zugeordnet, wenn das Produkt ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung vor oder nach einem in der Produktionssequenz enthaltenen Produkt herstellbar ist.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden für die separaten Anlagenteile 2 Grenzwerte für Produkteigenschaften festgelegt, die eine Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung bedingen. Dadurch lassen sich die Teilproduktionslisten 4 einfach und schnell in die Produktionssequenzen gruppieren.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Planung der Produktion in der Produktionsanlage 1 werden die Produktionssequenzen der Anlagenteile 2 analysiert, um Produkte P1, P2, P3, P4, P5 zu identifizieren, die in allen Anlagenteilen 2 in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind. Auf Basis dieser Analyse wird eine Gesamtproduktionssequenz bestimmt, welche die Produkte P1, P2, P3, P4, P5 enthält, die für alle Anlagenteile 2 in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind. Die
Gesamtproduktionssequenz gewährleistet also, dass die darin enthaltenen Produkte P1, P2, P3, P4, P5 auf allen Anlagenteilen 2 unterbrechungsfrei hergestellt werden können. Zweckmäßigerweise werden dabei in einer Gesamtproduktionssequenz nur Produkte P1, P2, P3, P4, P5 berücksichtigt, die eine Produktion in denselben aufeinanderfolgenden Anlagenteilen 2 erfordern. Gleichzeitig können die Produktionssequenzen der Anlagenteile 2 zumindest teilweise Produkte P1, P2, P3, P4, P5 enthalten, die Bestandteil unterschiedlicher Gesamtproduktionssequenzen sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Planung der Produktion in der aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen 2 bestehenden Produktionsanlage 1 umfasst vorzugsweise das Optimieren von mehreren Gesamtproduktionssequenzen zur Bestimmung einer Masterproduktionssequenz, welche vorzugsweise alle in der Produktionsanlage 1 herzustellenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 aus der Produktionsliste 3 bzw. den Teilproduktionslisten 4 umfasst. Es werden also nicht nur Gesamtproduktionssequenzen bestimmt, welche die Herstellung der darin enthaltenen Produkte P1, P2, P3, P4, P5 über alle Anlagenteile 2 der Produktionsanlage 1 optimieren, sondern es wird auch die Ausführung der mehreren Gesamtproduktionsanlagen in den Anlagenteilen 2 der Produktionsanlage 1 optimiert.
Bei der Bestimmung der Masterproduktionssequenz werden beispielsweise die Anzahl, das Gewicht, das Volumen oder ähnliche Eigenschaften von Produkten P1, P2, P3, P4, P5 berücksichtigt, die im Rahmen einer Produktionssequenz frühzeitig hergestellt werden, aber erst zu einem späteren Zeitpunkt in nachfolgenden Gesamtproduktionssequenzen weiter berücksichtigt werden. Weiterhin können diesbezüglich Lagerkapazitäten der Produktionsanlage 1, der Anlagenteile 2, von Zwischenlagern oder dergleichen berücksichtigt werden.
Das Optimieren von mehreren Gesamtproduktionssequenzen zur Bestimmung der Masterproduktionssequenz basiert beispielsweise auf einem Algorithmus zur Lösung des Job-Shop-Problems, insbesondere auf einem Algorithmus aus dem Bereich der gemischt-ganzzahligen Optimierung, der genetischen Optimierung, der heuristischen Verfahren aus dem Operation Research wie particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, oder vergleichbaren Algorithmen.
Die Bestimmung der Masterproduktionssequenz kann vorwärts oder rückwärts entlang der entsprechenden Prozesskette erfolgen.
Bei der Bestimmung der wenigstens einen Gesamtproduktionssequenz und/oder der Masterproduktionssequenz kann eine Priorisierung der Anlagenteile 2 berücksichtigt werden. Die Priorisierung basiert beispielsweise auf der Wertschöpfung, Auslastung oder anderen Eigenschaften der Anlagenteile 2.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Überprüfens der Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile 2 auf eine tatsächlich unterbrechungsfreie Ausführung in dem entsprechenden Anlagenteil 2. Die Produkte P1, P2, P3, P4, P5 in einer Produktionssequenz sind zwar theoretisch unterbrechungsfrei in dem Anlagenteil 2 ausführbar, jedoch ist es durchaus möglich, dass die Produktionssequenz insgesamt zu lang ist und nicht unterbrechungsfrei ausgeführt werden kann. Beispielsweise können Wartungsarbeiten an dem Anlagenteil 2 während der Produktionssequenz anstehen, so dass die Produktionssequenz für die Wartungsarbeiten unterbrochen werden muss. Daher werden bei der Überprüfung die betrieblichen Gegebenheiten und Abläufe des entsprechenden Anlagenteils 2 berücksichtigt, insbesondere werden notwendige Wartungsstillstände, Austausch von Betriebswechselteilen, oder dergleichen berücksichtigt. Sollte eine unterbrechungsfreie Ausführung in dem Anlagenteil 2 nicht möglich sein, wird die entsprechende Produktionssequenz vorzugsweise geteilt. Die Einbindung der zu teilenden Produktionssequenz in einer Gesamtproduktionssequenz wird beim Teilen berücksichtigt, so dass vorzugsweise ein Teilen der Gesamtproduktionssequenz vermieden wird.
Nachdem mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Gesamtproduktionssequenzen und ggf. der Masterproduktionssequenz bestimmt wurden, können für die Anlagenteile 2 die entsprechende Abarbeitung der Produktionssequenzen durch den Anlagenteil 2 optimiert werden. Es wird also für jeden Anlagenteil 2 bestimmt, in welcher Reihenfolge die Produkte P 1 , P2, P3, P4, P5 der Produktionssequenz hergestellt werden. Beispielsweise erfolgt eine Sortierung nach einer oder mehrerer Produkteigenschaften. Die Optimierung basiert beispielsweise auf einem Algorithmus zur Lösung des Travelling- Salesman-Problems, insbesondere auf einem Algorithmus aus dem Bereich der gemischt-ganzzahligen Optimierung, der genetischen Optimierung, der heuristischen Verfahren aus dem Operation Research wie particle swarm, simulated annealing, tabu search, predator-prey, oder vergleichbaren Algorithmen.
Bei der Planung der Produktion in der Produktionsanlage 1 kann das erfindungsgemäße Verfahren die Ausgangsmaterialien und deren Zustände für die herzustellenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 berücksichtigen. Dadurch lässt sich die Wirtschaftlichkeit der Produktionsanlage 1 weiter optimieren, da beispielsweise in den Ausgangsmaterialien gebundenes Kapital berücksichtigen lässt.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung umfasst das Verfahren das Festlegen eines Zeithorizonts für die Ausführung des Verfahrens, insbesondere der Herstellung der Produkte P1, P2, P3, P4, P5 aus der Produktionsliste 3 und/oder der Teilproduktionslisten 4. Wenn in dem festgelegten Zeithorizont noch Produktionskapazitäten zur Verfügung stehen, kann beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt die laufende Produktion angepasst werden.
In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein neues herzustellendes Produkt in bestehende Produktionssequenzen und/oder eine Gesamtproduktionssequenz eingefügt werden. Dabei werden insbesondere Fälligkeitstermine der einzufügenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5, Produkteigenschaften oder dergleichen berücksichtigt. Ein neu herzustellendes Produkt wird vorzugsweise nur dann in eine bestehende Gesamtproduktionssequenz aufgenommen, wenn sich dadurch die Gesamtproduktionssequenz nicht unnötig verzögert, insbesondere eine Trennung der Gesamtproduktionssequenz verursacht. Ein neu herzustellendes Produkt wird insbesondere dann eingefügt, wenn dadurch zwei bestehende Gesamtproduktionssequenzen verknüpft werden können.
Zweckmäßigerweise wird das Verfahren iterativ ausgeführt, insbesondere auf einer fixen zeitlichen Basis oder nach bestimmten Ereignissen wie Abschluss eines Optimierungslaufs, Zustandsänderungen, Eingang neuer Aufträge, oder dergleichen.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird bei der Bestimmung von Produktionssequenzen berücksichtigt, wenn zwei Produkte P1, P2, P3, P4, P5 nur in einer vorgegebenen Reihenfolge ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung hergestellt werden können. In einer bevorzugten Variante der Erfindung umfasst das Analysieren der Teilproduktionslisten 4 zur Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile 2 das Erstellen von Graphenmodellen für die Anlagenteile 2. In den Graphenmodellen werden die in den Teilproduktionslisten 4 enthaltenen Produkte P1, P2, P3, P4, P5 durch einen Knoten in dem Graphenmodell repräsentieren. Die Knoten werden miteinander über eine Kante verbunden, wenn die entsprechenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil 2 hergestellt werden können.
Die Figuren 2a bis 2c zeigen detaillierte Beispiele für Graphenmodelle von Produktionssequenzen für die drei Anlagenteile 2 der Produktionsanlage 1 aus Fig. 1 und Fig. 2d zeigt eine Überlagerung der Graphenmodelle aus den Fig. 2a bis 2c zur Bestimmung einer Gesamtproduktionssequenz. In den Fig. 2a bis 2d repräsentiert die Winkelposition eines Knotens den Kohlenstoff des zugehörigen Produkts und der Radius repräsentiert die Bandbreite des zugehörigen Produkts. Fig. 2a zeigt dabei das Graphenmodell für die Gießwalzanlage, welche der erste Anlagenteil 2 der Produktionsanlage aus Fig. 1 ist. Die für die Analyse der Teilproduktionslisten 4 und die Bestimmung von Produktionssequenzen für diesen Anlagenteil 2 relevanten Parameter sind die Stahlgüte, der Kohlenstoffgehalt, Breitenänderungen und Dickenänderungen. Wie sich Fig. 2a entnehmen lässt werden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 mit ähnlichem Kohlstoffgehalt
(Winkelposition) und Abmessungen (Radiusposition) in Produktionssequenzen für die Gießwalzanlage zusammengefasst, da diese unterbrechungsfrei in der Gießwalzanlage hergestellt werden können.
Fig. 2b zeigt das Graphenmodell für die Beiz-Tandemstraße, welche der zweite Anlagenteil 2 der Produktionsanlage 1 aus Fig. 1 ist. Die für die Analyse der teilproduktionslisten 4 und die Bestimmung von Produktionssequenzen für diesen Anlagenteil 2 relevanten Parameter sind unterschiedliche Beizgeschwindigkeiten, Breitenänderungen, Dickenänderungen am Einlauf, Dickenänderungen am Auslauf und Querschnittsänderungen. Wie sich der Fig. 2b entnehmen lässt werden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 mit ähnlichen Abmessungen (Radiusposition) in Produktionssequenzen für die Beiz-Tandemstraße zusammengefasst, da diese unterbrechungsfrei in der Gießwalzanlage hergestellt werden können. Der Kohlstoffgehalt (Winkelposition) ist bezüglich der Beiz-Tandemstraße weniger relevant als für die Gießwalzanlage.
Fig. 2c zeigt dabei das Graphenmodell für die Feuerverzinkungsanlage, welche der dritte und letzte Anlagenteil 2 der Produktionsanlage aus Fig. 1 ist. Die für die Analyse der Teilproduktionslisten 4 und die Bestimmung von Produktionssequenzen für diesen Anlagenteil 2 relevanten Parameter sind die Glühbehandlung, der Kohlenstoffgehalt, Dickenänderungen, Breitenänderungen und Querschnittsänderungen. Wie sich Fig. 2c entnehmen lässt werden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 mit vergleichbarem Kohlstoffgehalt (Winkelposition) und ähnlichen Abmessungen (Radiusposition) in Produktionssequenzen für die Feuerverzinkungsanlage zusammengefasst, da diese unterbrechungsfrei in der Feuerverzinkungsanlage hergestellt werden können.
Bezüglich der Fig. 2a bis 2c ist ferner anzumerken, dass die in den einzelnen Anlagenteilen 2 herzustellenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 abnimmt, da nicht jedes gegossene Produkt gebeizt oder gar feuerverzinkt wird. Es ist auch möglich, dass Zwischenprodukte bereits nach einem Bearbeitungsschritt verkauft werden.
Fig. 2d zeigt eine Überlagerung der Graphenmodelle aus den Fig. 2a bis 2c, wobei das Graphenmodell der Gießwalzanlage unten abgebildet ist, dass Graphenmodell der Beiz-Tandemstraße in der Mitte und das Graphenmodell der Feuerverzinkung oben. Aus der Überlagerung können Gesamtproduktionssequenzen abgeleitet werden, wobei eine Gesamtproduktionssequenzen nur Produkte P1, P2, P3, P4, P5 enthält, die in allen drei Anlagenteilen 2 jeweils in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind. Die Fig. 3a bis 3d zeigen reduzierte Beispiele für Graphenmodelle von Produktionssequenzen für die drei Anlagenteile 2 aus Fig. 1 und Fig. 2 und eine daraus abgeleitete Gesamtproduktionssequenzen.
Fig. 3a zeigt, dass in der Gießwalzanlage in einer ersten Produktionssequenz die Produkte P1, P2 und P3 enthalten sind und in einer zweiten Produktionssequenz die Produkte P4 und P5. Fig. 3b zeigt, dass in der Beiz-Tandemstraße die Produkte P1 bis P5 in einer Produktionssequenz herstellbar sind.
Fig. 3c zeigt, dass in der Feuerverzinkungsanlage in einer ersten
Produktionssequenz die Produkte P1 und P2 enthalten sind und in einer zweiten Produktionssequenz die Produkte P3, P4 und P5.
Daraus ergeben sie die drei Gesamtproduktionssequenzen aus Fig. 3d. Die erste Gesamtproduktionssequenz umfasst die Produkte P1 und P2, die zweite Gesamtproduktionssequenz das Produkt P3 und die dritte Gesamtproduktionssequenz die Produkte P4 und P5.
Aus diesem drei Gesamtproduktionssequenzen lässt sich eine
Masterproduktionssequenz für die Produktionsanlage 1 mit den drei Anlagenteilen 2 bestimmen.
Als erstes wird beispielsweise die Gesamtproduktionssequenz für die Produkte P1 und P2 ausgeführt, welche auch allen Anlagenteilen 2 unterbrechungsfrei ausgeführt werden kann. Da das Produkt P3 bezüglich der Gießwalzanlage mit den Produkten P1 und P2 in einer Produktionssequenz enthalten ist, also unterbrechungsfrei mit hergestellt werden kann, wird in der Gießwalzanlage auch direkt das Produkt P3 hergestellt und ggf. gelagert. Bezüglich der Beiz-Tandemstraße ist das Produkt P3 mit den Produkten P4 und P5 in einer Produktionssequenz, also unterbrechungsfrei mit diesen herstellbar. Daher wird das Produkt P3 gelagert bis in der Gießwalzanlage die Produkte P4 und p5 hergestellt wurden. Nachfolgend können in der Beiz- Tandemstraße die Produkte P3 bis P5 hergestellt werden. Da die Produkte P3 bis P5 auch in der Feuerverzinkung in einer Produktionssequenz enthalten sind, also unterbrechungsfrei herstellbar sind, enthält die so bestimmte Masterproduktionssequenz im Wesentlichen nur die Unterbrechung bezüglich des Wechsels zwischen den zwei Produktionssequenzen in der Gießwalzanlage. Die Unterbrechung in der Feuerverzinkung wird zumindest teilweise oder sogar ganz durch die Zwischenlagerung des Produkts P3 nach der ersten Produktionssequenz in der Gießwalzanlage kompensiert. Alternativ zu den Graphenmodellen kann das Analysieren der Teilproduktionslisten 4 zur Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile 2 das Erstellen von Listen, insbesondere Listen von Vektoren, Adjazenzmatrizen, oder vergleichbaren Datenstrukturen zur Erfassung von Beziehungsgeflechten umfasst.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante wird bei der Bestimmung von Produktionssequenzen berücksichtigt, dass zwei Produkte P1, P2, P3, P4, P5 nur in einer vorgegebenen Reihenfolge ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung hergestellt werden können. Diesbezüglich werden beispielsweise in einem Graphenmodell die Knoten miteinander über eine gerichtete Kante verbunden werden, wenn die entsprechenden Produkte P1, P2, P3, P4, P5 in der entsprechenden Produktionsreihenfolge ohne
Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil hergestellt werden können. Das Bestimmen von Gesamtproduktionssequenzen entspricht in diesem Fall dem Auffinden von sogenannten Hamilton-Pfaden. Bezugszeichenliste
1 Produktionsanlage
2 Anlagenteil 3 Produktionsliste
4 Teilproduktionsliste
P1 Produkt
P2 Produkt
P3 Produkt P4 Produkt
P5 Produkt

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen (2) bestehenden Produktionsanlage
(1), insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage (1) zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten, wobei die in der Produktionsanlage (1) herzustellenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) in einer Produktionsliste (3) vorliegen und/oder
Teilproduktionslisten (4) für die separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteile (2) vorliegen oder aus der Produktionsliste (3) ermittelt werden, umfassend die Schritte: Analysieren der Teilproduktionslisten (4) und Bestimmung von
Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile (2), wobei in jeder Produktionssequenz die in dem entsprechenden Anlagenteil (2) herstellbaren Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) zusammengefasst sind, die ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil (2) hergestellt werden können,
Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile (2) und Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage (1), wobei in einer Gesamtproduktionssequenz Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) enthalten sind, die für alle Anlagenteile (2) in einer gemeinsamen Produktionssequenz enthalten sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend das Festlegen von Grenzwerten für Produkteigenschaften in den separaten Anlagenteilen (2) die eine Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung bedingen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Analysieren der Teilproduktionslisten (4) zur Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile (2) das Erstellen von Graphenmodellen für die Anlagenteile (2) umfasst, wobei in einem Graphenmodell die in den Teilproduktionslisten (4) enthaltenen
Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) einen Knoten in dem Graphenmodell repräsentieren und die Knoten miteinander über eine Kante verbunden werden, wenn die entsprechenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil (2) hergestellt werden können.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile zur Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage das Auswerten der Graphenmodelle für die Anlagenteile umfasst, wobei Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) in einer
Gesamtproduktionssequenz aufgenommen werden, wenn diese Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) für alle Anlagenteile in den entsprechenden Graphenmodellen über eine Kante verbunden sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Analysieren der Teilproduktionslisten (4) zur Bestimmung von Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile (2) das Erstellen von Listen, insbesondere Listen von Vektoren, Adjazenzmatrizen, oder vergleichbaren Datenstrukturen zur Erfassung von
Beziehungsgeflechten umfasst.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend das Optimieren von mehreren Gesamtproduktionssequenzen zur Bestimmung einer Masterproduktionssequenz, welche vorzugsweise alle in der Produktionsanlage (1) herzustellenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) aus der Produktionsliste (3) und/oder den Teilproduktionslisten (4) umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei bei der Bestimmung der Masterproduktionssequenz die Anzahl, das
Gewicht, das Volumen oder ähnlicher Eigenschaften von Produkten (P1, P2, P3, P4, P5) berücksichtigt werden, die im Rahmen einer
Produktionssequenz frühzeitig hergestellt werden, aber erst zu einem späteren Zeitpunkt in nachfolgenden Gesamtproduktionssequenzen weiter berücksichtigt werden und/oder von Lagerkapazitäten der
Produktionsanlage (1), der Anlagenteile (2), von Zwischenlagern oder dergleichen.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, umfassend den Schritt des Bestimmens von Produktionsstartzeitpunkten und Produktionsendzeitpunkten für die der Produktionsliste (3) oder in den Teilproduktionslisten (4) aufgeführten herzustellenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei der Bestimmung der wenigstens einen Gesamtproduktionssequenz und/oder der Masterproduktionssequenz eine Priorisierung der Anlagenteile (2) berücksichtigt wird, wobei die Priorisierung insbesondere auf der Wertschöpfung, Auslastung oder anderen Eigenschaften der Anlagenteile (2) basiert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend das Überprüfen der Produktionssequenzen für die entsprechenden Anlagenteile (2) auf eine tatsächlich unterbrechungsfreie Ausführung in dem entsprechenden Anlagenteil (2), wobei bei der
Überprüfung vorzugsweise die betrieblichen Gegebenheiten und Abläufe des entsprechenden Anlagenteils (2) berücksichtigt werden, insbesondere notwendige Wartungsstillstände, Austausch von Betriebswechselteilen, oder dergleichen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, umfassend das Teilen von Produktionssequenzen, wenn eine tatsächlich unterbrechungsfreie Ausführung in dem entsprechenden Anlagenteil (2) nicht möglich ist, wobei insbesondere die Einbindung der zu teilenden Produktionssequenz in einer Gesamtproduktionssequenz beim Teilen berücksichtigt wird, so dass vorzugsweise ein Teilen der Gesamtproduktionssequenz vermieden wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , umfassend das Optimieren der Produktionssequenzen für die Anlagenteile (2) hinsichtlich der Abarbeitung durch den entsprechenden Anlagenteil (2).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren die Ausgangsmaterialien und deren Zustände für die herzustellenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) berücksichtigt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend das Einfügen eines neuen herzustellenden Produkts in bestehende Produktionssequenzen und/oder eine
Gesamtproduktionssequenz, wobei bei dem Einfügen insbesondere der Fälligkeitstermin des neuen herzustellenden Produkts, die Produkteigenschaften oder dergleichen berücksichtigt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend das Berücksichtigen bei der Bestimmung von Produktionssequenzen, dass zwei Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) nur in einer vorgegebenen Reihenfolge ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung hergestellt werden können.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Analysieren der Teilproduktionslisten zur Bestimmung von
Produktionssequenzen für den entsprechenden Anlagenteil das Erstellen von Graphenmodellen für den Anlagenteil umfasst, wobei in einem Graphenmodell die in den Teilproduktionslisten enthaltenen Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) einen Knoten in dem Graphenmodell repräsentieren und die Knoten miteinander über eine gerichtete Kante verbunden werden, wenn die entsprechenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) in der entsprechenden Produktionsreihenfolge ohne Produktionseinschränkung oder Produktionsunterbrechung in dem Anlagenteil hergestellt werden können.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Analysieren der Produktionssequenzen der Anlagenteile zur Bestimmung wenigstens einer Gesamtproduktionssequenz für die Produktionsanlage das Auswerten der Graphenmodelle für die Anlagenteile umfasst, wobei Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) in einer
Gesamtproduktionssequenz aufgenommen werden, wenn diese Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) für alle Anlagenteile in den entsprechenden Graphenmodellen über gerichtete Kanten verbunden sind.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, weiterhin umfassend den Schritt des Filterns der Produktionsliste (3) und/oder der Teilproduktionslisten (4), insbesondere bezüglich der Liefertermine.
19. System zur Planung einer Produktion in einer aus mehreren separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteilen bestehenden Produktionsanlage, insbesondere einer metallurgischen Produktionsanlage zur Erzeugung von Industriegütern wie metallischem Halbzeug und/oder metallischen Endprodukten, wobei die in der Produktionsanlage (1) herzustellenden Produkte (P1, P2, P3, P4, P5) in einer Produktionsliste (3) vorliegen und/oder
Teilproduktionslisten (4) für die separaten aufeinanderfolgenden Anlagenteile (2) vorliegen oder aus der Produktionsliste (3) ermittelt werden, umfassend eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung mit Kommunikationsschnittstellen zu den Anlagenteilen (2), dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Ausführung des Verfahrensnach einem der Ansprüche 1 bis 18 ausgebildet ist.
20. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 auszuführen.
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