WO2021239379A1 - System and method for optimising a plurality of interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular manufacturing processes from primary metallurgy via secondary metallurgy through to production methods - Google Patents

System and method for optimising a plurality of interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular manufacturing processes from primary metallurgy via secondary metallurgy through to production methods Download PDF

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WO2021239379A1 PCT/EP2021/061215 EP2021061215W WO2021239379A1 WO 2021239379 A1 WO2021239379 A1 WO 2021239379A1 EP 2021061215 W EP2021061215 W EP 2021061215W WO 2021239379 A1 WO2021239379 A1 WO 2021239379A1
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Sebastian Schulz
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Abstract

The invention relates to a system (1) for optimising a plurality of interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular manufacturing processes from primary metallurgy via secondary metallurgy through to production methods, wherein: the plurality of interdependent manufacturing processes are carried out in separate plants (2); in each separate plant (2), at least the properties of the starting product (3) of the particular manufacturing process are detected; the system (1) comprises a central data storage device (4) for storing the properties, detected in the separate plants (2), of the starting products (3) of the respective manufacturing processes; and the separate plants (2) comprise an interface (5) with the central data storage device (4) in order to retrieve the stored properties of the starting products (3) of the upstream manufacturing process, and to optimise the subsequent manufacturing process on the basis of the retrieved properties of the starting products (3) of the upstream manufacturing process. The invention also relates to a method and computer programs for optimising a plurality of interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular manufacturing processes from primary metallurgy via secondary metallurgy through to production methods.

Description

System und Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren System and method for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes of primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über dieThe present invention relates to a system for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes of primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes. The invention also relates to a method for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular manufacturing processes in primary metallurgy via the
Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren und Computerprogramme zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Systems. Eine metallurgische Prozesskette umfasst mehrere voneinander abhängigeSecondary metallurgy through to manufacturing processes and computer programs for executing the method according to the invention, in particular by means of a system according to the invention. A metallurgical process chain comprises several interdependent ones
Herstellungsprozesse. In einem oder mehreren Prozessen wird aus einem Rohstoff wie Erz, Schrott und dergleichen ein Halbzeug wie Rohr, Stange, Profil, Blech, Baren, Bramme oder dergleichen hergestellt. Aus diesem Halbzeug wird in einem oder mehreren nachfolgenden Prozessen ein endgültiges Produkt hergestellt, beispielsweise durch die Automobilindustrie, die Luftfahrtindustrie, dem Baugewerbe, dem Maschinenbau oder dergleichen. In der gesamten metallurgischen Prozesskette sind zahlreiche Anlagen, Maschinen und Dienstleister involviert und für jeden Herstellungsprozess wie Schmelzen, Verhütten, Legieren, Frischen, Gießen, Warmwalzen, Kaltwalzen, Wärmebehandlung, Galvanisieren, usw. sind eigenständige Produktionsanlagen erforderlich. Die einzelnen Herstellungsprozesse können über eine Erfassung von Produk tions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten verfügen. Ein Austausch der erfassten Daten zwischen den einzelnen Prozessen findet, wenn überhaupt, nur eingeschränkt statt. Dies liegt unter anderem daran, dass die einzelnenManufacturing processes. In one or more processes, a semi-finished product such as a pipe, rod, profile, sheet metal, bar, slab or the like is produced from a raw material such as ore, scrap and the like. A final product is produced from this semi-finished product in one or more subsequent processes, for example by the automotive industry, the aviation industry, the construction industry, mechanical engineering or the like. Numerous systems, machines and service providers are involved in the entire metallurgical process chain and separate production facilities are required for each production process such as melting, smelting, alloying, refining, casting, hot rolling, cold rolling, heat treatment, electroplating, etc. The individual manufacturing processes can have production, status and / or quality data recorded. An exchange of the recorded data between the individual processes takes place, if at all, only to a limited extent. This is due, among other things, to the fact that the individual
Herstellungsprozesse in separaten Anlagen von unterschiedlichen Betreibern ausgeführt werden, welche üblicherweise räumlich voneinander getrennt angeordnet sind. Auch können die einzelnen Anlagen von unterschiedlichen Herstellern stammen und/oder unterschiedliche Systeme zur Erfassung von Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten aufweisen. Ferner unterliegt das in den einzelnen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt mehreren Phasenübergängen (Schmelzen, Gießen, Sintern, ...) und Gefügeänderungen (Glühen, Kaltwalzen, Schmieden, ...). Ferner umfasst die gesamte metallurgische Prozesskette kontinuierlicheManufacturing processes are carried out in separate plants by different operators, which are usually arranged spatially separated from one another. The individual systems can also come from different manufacturers and / or have different systems for recording production, status and / or quality data. Furthermore, the product manufactured in the individual manufacturing processes is subject to several phase transitions (melting, casting, sintering, ...) and structural changes (annealing, cold rolling, forging, ...). Furthermore, the entire metallurgical process chain is continuous
Herstellungsprozesse, wie z.B. Drahtwalzen, nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse, wie z.B. Gesenkschmieden, Formguss, Ringwalzen, und auch gemischt kontinuierlich und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse, wie z.B. Galvanisieren von Band, ERW (Electric Resistance Welding) Rohrschweißanlagen. Die optionale Erfassung von Produktions-, Zustands und/oder Qualitätsdaten in den Herstellungsprozessen der metallurgischen Prozesskette erfolgt also zu unterschiedlichen Zeitpunkten und über variierende Zeiträume. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, zu optimieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer Manufacturing processes, such as wire rolling, non-continuous manufacturing processes, such as drop forging, die casting, ring rolling, and also mixed continuous and non-continuous manufacturing processes, such as galvanizing of strip, ERW (Electric Resistance Welding) pipe welding systems. The optional acquisition of production, status and / or quality data in the manufacturing processes of the metallurgical process chain takes place at different points in time and over varying periods of time. The invention is therefore based on the object of optimizing the multiple interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes of primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes. The object is achieved according to the invention by a system for optimizing several interdependent manufacturing processes within one
Seite 2 metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, wobei die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen ausgeführt werden, wobei in jeder separaten Anlage wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst werden, wobei das System eine zentrale Datenspeichereinrichtung umfasst, zur Speicherung der in den separaten Anlagen erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte der jeweiligen Herstellungsprozesse, und wobei die separaten Anlagen eine Schnittstelle zu der zentralenPage 2 metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes of primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes, the multiple interdependent manufacturing processes being carried out in separate systems, with at least the properties of the starting product of the respective manufacturing process being recorded in each separate system, with the system having a central data storage device comprises, for storing the properties of the starting products of the respective manufacturing processes recorded in the separate systems, and wherein the separate systems have an interface to the central one
Datenspeichereinrichtung umfassen, um die gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses abzurufen und den nachfolgenden Herstellungsprozess auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses zu optimieren. Include data storage device in order to retrieve the stored properties of the output products of the upstream manufacturing process and to optimize the subsequent manufacturing process on the basis of the retrieved properties of the output products of the upstream manufacturing process.
Der erste Herstellungsprozess der metallurgischen Prozesskette kann keine Daten eines vorgelagerten Herstellungsprozesses aus der zentralen Datenspeichereinrichtung abrufen und der finale Herstellungsprozess muss nicht zwingend erfasste Daten des Ausgangsprodukts in der zentralen Datenspeichereinrichtung abspeichern, da kein nachfolgender Herstellungsprozess zu optimieren ist. Zweckmäßigerweise speichert auch der finale Herstellungsprozess die erfassten Eigenschaften des Ausgangsprodukts in der zentralen Datenspeichereinrichtung, so dass zu der gesamten metallurgischen Prozesskette die erfassten Daten an einer Stelle zur Verfügung stehen. The first manufacturing process of the metallurgical process chain cannot retrieve any data from an upstream manufacturing process from the central data storage device and the final manufacturing process does not necessarily have to store recorded data of the output product in the central data storage device, since no subsequent manufacturing process needs to be optimized. The final manufacturing process also expediently stores the recorded properties of the starting product in the central data storage device, so that the recorded data for the entire metallurgical process chain is available at one point.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine gezielte und produktionsprozessübergreifende Agglomeration von genealogischen Daten vom Rohstoff über das Halbzeug bis hin zur finalen Verwendung im Produkt. Diese agglomerierten genealogischen Daten werden in der zentralen Datenspeichereinrichtung für alle Herstellungsprozesse in der metallurgischen Prozesskette verfügbar gemacht. Der aktuelle Herstellungsprozess in der The present invention enables a targeted and cross-production agglomeration of genealogical data from the raw material through the semi-finished product to the final use in the product. These agglomerated genealogical data are made available in the central data storage facility for all manufacturing processes in the metallurgical process chain. The current manufacturing process in the
Seite 3 metallurgischen Prozesskette kann somit auf die Daten der vorgelagerten Prozesse der metallurgischen Prozesskette in den zentralen Datenspeichereinrichtungen zugreifen. Dies kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, unabhängig davon wann und über welchen Zeitraum die vorgelagerten Herstellungsprozesse ausgeführt wurden. Page 3 The metallurgical process chain can thus access the data of the upstream processes of the metallurgical process chain in the central data storage facilities. This can take place at any point in time, regardless of when and for what period of time the upstream manufacturing processes were carried out.
Auf Basis der über die gesamte metallurgische Prozesskette anwachsenden genealogischen Daten können somit vor und/oder nach jeden Herstellungsprozess Entscheidungen getroffen werden, die zur gezielten Steigerung der Qualität und/oder der Produktivität der nachfolgenden Herstellungsprozesse dienen. On the basis of the genealogical data that grows over the entire metallurgical process chain, before and / or after each manufacturing process, decisions can be made that serve to increase the quality and / or productivity of the subsequent manufacturing processes.
Ein Herstellungsprozess im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Teilprozess der metallurgischen Prozesskette. Wird beispielsweise ein beliebiges Halbzeug zwischen zwei Herstellungsprozessen der metallurgischen Prozesskette transferiert, z.B. ein warmgewalztes Coil hin zum Kaltwalzen, kann der Betreiber der Anlage wechseln. Die vom Betreiber der Warmwalzanlage während des Warmwalzens erfassten Daten können über die zentralen Datenspeichereinrichtungen an den Betreiber der Kaltwalzanlage transferiert werden, so dass der Kaltwalzprozess in der Kaltwalzanlage auf Basis der transferierten Daten optimiert werden kann. Während die Zwischenprodukte physisch zwischen den einzelnen Anlagen der Herstellungsprozesse transportiert werden müssen, können die zugehörigen Daten auf einfache Art und Weise über die zentrale Datenspeichereinrichtung zwischen den einzelnen Anlagen übertragen werden. A manufacturing process within the meaning of the invention is, in particular, a sub-process of the metallurgical process chain. If, for example, any semi-finished product is transferred between two manufacturing processes in the metallurgical process chain, e.g. a hot-rolled coil to cold-rolling, the operator of the plant can change. The data recorded by the operator of the hot rolling mill during hot rolling can be transferred to the operator of the cold rolling mill via the central data storage device so that the cold rolling process in the cold rolling mill can be optimized on the basis of the transferred data. While the intermediate products have to be physically transported between the individual systems of the manufacturing processes, the associated data can be easily transferred between the individual systems via the central data storage device.
Mittels des erfindungsgemäßen Systems werden entlang der gesamten metallurgischen Prozesskette prozessübergreifend die produktionsbezogenen Informationen agglomeriert und strukturiert zur Verfügung gestellt. Es wird somit eine Infrastruktur bereitgestellt, die die genealogischen Daten des in der By means of the system according to the invention, the production-related information is agglomerated and made available in a structured manner across the entire metallurgical process chain. An infrastructure is thus made available that the genealogical data of the in the
Seite 4 metallurgischen Prozesskette hergestellten Produkts in der gesamten metallurgischen Prozesskette verfügbar macht. page 4 metallurgical process chain makes the product manufactured available in the entire metallurgical process chain.
Der Kern der Erfindung besteht in der Schaffung einer technischen Möglichkeit genealogische Daten (Produktion, Anlagenzustand, Qualität) zu einem Produkt zu erfassen, verfügbar zu machen und auszutauschen. Erst die Verfügbarkeit von Daten über die gesamte metallurgische Prozesskette ermöglicht einen Mehrwert aus den Daten zu extrahieren und diese Mehrwerte gewinnbringend zu verwerten. Eine gewinnbringende Verwertung ist beispielsweise die Optimierung eines Herstellungsprozesses in der metallurgischen Prozesskette. The essence of the invention consists in the creation of a technical possibility to record genealogical data (production, plant condition, quality) about a product, to make it available and to exchange it. Only the availability of data across the entire metallurgical process chain enables added value to be extracted from the data and this added value to be exploited profitably. A profitable recovery is, for example, the optimization of a manufacturing process in the metallurgical process chain.
Die zentrale Datenspeichereinrichtung kann nach einer Variante der Erfindung als Marktplatz ausgebildet sein, wo die Betreiber von Anlagen im nachfolgenden Teil der metallurgischen Prozesskette die Daten der Betreiber der vorgelagerten Teile der metallurgischen Prozesskette erwerben können. Der Zugriff auf die Daten aus den vorgelagerten Prozessen der metallurgischen Prozesskette hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des eingehenden Halbzeugs nicht überprüft werden müssen. Auch lässt sich der eigene Prozess deutlich besser optimieren, wenn mehr Informationen zum eingehenden Halbzeug zur Verfügung stehen. Der Betreiber der zentralen Datenspeichereinrichtung kann eine Gebühr für die Organisation und den Betrieb erheben, so dass die zentraleAccording to a variant of the invention, the central data storage device can be designed as a marketplace, where the operators of systems in the subsequent part of the metallurgical process chain can acquire the data from the operators of the upstream parts of the metallurgical process chain. Access to the data from the upstream processes of the metallurgical process chain has the advantage that the properties of the incoming semi-finished product do not have to be checked. Your own process can also be optimized much better if more information about the incoming semi-finished product is available. The operator of the central data storage facility can charge a fee for the organization and operation, so that the central
Datenspeichereinrichtung einem Marktplatz entspricht. Auch kann der die Daten bereitstellende Betreiber einer Anlage der metallurgischen Prozesskette eine Gebühr dafür erheben, dass er die Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung zur Verfügung stellt. Data storage device corresponds to a marketplace. The operator of a plant in the metallurgical process chain who provides the data can also charge a fee for making the data available in the central data storage device.
Es werden wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst. Es können jedoch zusätzlich Informationen zu dem Herstellungsprozess selbst oder zwischenzeitlichen Eigenschaften des Produkts während des Herstellungsprozesses erfasst werden. Grundsätzlich kann jeder im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess und/oder dem hergestellten Produkt At least the properties of the starting product of the respective manufacturing process are recorded. However, additional information about the manufacturing process itself or interim properties of the product can be recorded during the manufacturing process. Basically everyone can in connection with the manufacturing process and / or the manufactured product
Seite 5 stehende Parameter erfasst und in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert werden. Je größer die vorhandene Datenbasis, umso größer ist das Optimierungspotenzial. In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung folgen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen sequenziell aufeinander. Dies stellt den Regelfall einer metallurgischen Prozesskette dar, da zur Herstellung eines finalen Produkts eine vorgegebene Reihenfolge von separaten Prozessen sequenziell ausgeführt werden muss, so dass auch die entsprechenden Anlagen sequenziell aufeinanderfolgen. page 5 standing parameters are recorded and stored in the central data storage device. The larger the existing database, the greater the potential for optimization. In an expedient variant of the invention, the several interdependent manufacturing processes and / or the separate systems follow one another sequentially. This is the normal case in a metallurgical process chain, since a specified sequence of separate processes has to be carried out sequentially in order to manufacture a final product, so that the corresponding systems also follow one another sequentially.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante sind die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. According to a variant according to the invention, the manufacturing processes of the metallurgical process chain are selected from: casting, sintering, pressing, drop forging, extrusion, extrusion, deep drawing, rolling, machining, welding, electroplating, powder coating, hardening or the like.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung erfassen die separaten Anlagen zumindest teilweise Parameter des Herstellungsprozesses. Die erfassten Parameter werden in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Parameter des Herstellungsprozesses sind beispielsweise Temperaturen, Drücke, Momente, Zeiträume, Geschwindigkeiten, oder dergleichen. According to an advantageous variant of the invention, the separate systems at least partially record parameters of the manufacturing process. The recorded parameters are stored in the central data storage device. Parameters of the manufacturing process are, for example, temperatures, pressures, moments, periods of time, speeds, or the like.
In einer erfindungsgemäßen Variante ist dem in den mehrerenIn a variant according to the invention that is in the several
Herstellungsprozessen hergestellten Produkt eine eindeutige Kennung zugeordnet. Werden mehrere Produkte hergestellt, so ist jedem Produkt eine eindeutige Kennung zugeordnet. Dies ermöglicht eine einfache Zuordnung von Daten zu einem Produkt bzw. Halbzeug. Die eindeutige Kennung ist für die gesamte metallurgische Prozesskette identisch, so dass anhand der eindeutigen Kennung nicht nur ein finales Produkt identifizierbar ist, sondern auch die Halbzeuge als Ergebnisse der Zwischenprozesse. Anhand der eindeutigen Kennung kann ein Produkt oder auch Halbzeug identifiziert werden und die A unique identifier is assigned to the product manufactured in the manufacturing process. If several products are manufactured, each product is assigned a unique identifier. This enables data to be easily assigned to a product or semi-finished product. The unique identifier is identical for the entire metallurgical process chain, so that not only a final product can be identified using the unique identifier, but also the semi-finished products as results of the intermediate processes. Using the unique identifier, a product or semi-finished product can be identified and the
Seite 6 zugehörigen Daten können aus der zentralen Datenspeichereinrichtung abgerufen werden. Die eindeutigen Kennungen sind zweckmäßigerweise ebenfalls in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert, insbesondere zusammen mit den entsprechenden Daten der Produkte und/oder Halbzeuge. page 6 associated data can be retrieved from the central data storage facility. The unique identifiers are expediently also stored in the central data storage device, in particular together with the corresponding data on the products and / or semi-finished products.
Gemäß einer Variante der Erfindung werden die zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter agglomeriert. Die über die metallurgische Prozesskette erfassten Daten für ein herzustellendes bzw. hergestelltes Produkt werden somit bei jedem einzelnen Prozessschritt erweitert und agglomeriert in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Es stehen somit in den nachfolgenden Herstellungsprozessen immer die Daten sämtlicher vorgelagerterAccording to a variant of the invention, the properties and / or parameters stored in the central data storage device for the product manufactured in the multiple manufacturing processes are agglomerated. The data recorded via the metallurgical process chain for a product to be manufactured or manufactured are thus expanded for each individual process step and stored in the central data storage device in an agglomerated manner. The data of all upstream production processes are always available in the subsequent manufacturing processes
Herstellungsprozesse und deren Ausgangsprodukte zur Verfügung. Manufacturing processes and their starting products are available.
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung betreffen die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten. According to an expedient variant of the invention, the recorded properties and / or parameters relate to production, status and / or quality data.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt ab. Ein digitaler Produktzwilling umfasst die Eigenschaften des realen Produkts, kann aber auch dessen Verhalten beschreiben. Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Variante gibt die zentrale Datenspeichereinrichtung einen Standard für die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter vor. Dies ermöglich einen einfachen und reibungslosen Austausch von Daten zwischen den einzelnen Herstellungsprozessen der metallurgischen Prozesskette und der zentralen Datenspeichereinrichtung. Insbesondere erleichtert der von der zentralen Datenspeichereinrichtung In an advantageous variant of the invention, the recorded properties and / or parameters map a digital product twin for the product manufactured in the multiple manufacturing processes. A digital product twin comprises the properties of the real product, but can also describe its behavior. According to a preferred variant according to the invention, the central data storage device specifies a standard for the recorded properties and / or parameters. This enables a simple and smooth exchange of data between the individual manufacturing processes of the metallurgical process chain and the central data storage device. In particular, it is facilitated by the central data storage device
Seite 7 vorgegebene Standard zur Datenspeicherung den Datenaustausch zwischen Anlagen von unterschiedlichen Herstellern. Page 7 predefined standard for data storage, the data exchange between systems from different manufacturers.
Nach einer Variante der Erfindung umfassen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse. Das erfindungsgemäße System ist also hinsichtlich der verwendeten Herstellungsprozesse in der metallurgischen Prozesskette nicht eingeschränkt. In einer Variante der Erfindung unterliegt das in den mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt im Laufe der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse Phasenübergängen und/oder Gefügeveränderungen. Das erfindungsgemäße System ist nicht auf eine bestimmte Art von Herstellungsprozesse eingeschränkt. Grundsätzlich können alle Prozesse der metallurgischen Prozesskette von dem erfindungsgemäßen System berücksichtigt werden. According to a variant of the invention, the several interdependent manufacturing processes include continuous, discontinuous or mixed continuous and discontinuous manufacturing processes. The system according to the invention is therefore not restricted with regard to the manufacturing processes used in the metallurgical process chain. In one variant of the invention, the product manufactured in the multiple interdependent manufacturing processes is subject to phase transitions and / or structural changes in the course of the multiple interdependent manufacturing processes. The system according to the invention is not restricted to a specific type of manufacturing process. In principle, all processes in the metallurgical process chain can be taken into account by the system according to the invention.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung mittels einer Blockchain gespeichert. Eine Blockchain ermöglich eine fälschungssichere Speicherung von Daten, wobei die Echtheit und Integrität von nachfolgenden Herstellungsprozessen einfach überprüft werden kann. Bei größeren Datenmengen können mittels der Blockchain Hashwerte der gespeicherten Daten, insbesondere von verschlüsselten Daten, gespeichert werden. Dadurch reduziert sich die mittels der Blockchain gespeicherte Datenmenge erheblich, ohne eine negative Beeinflussung der Datensicherheit und -Integrität. According to a particularly preferred variant of the invention, the data or references to encrypted data are stored in the central data storage device by means of a blockchain. A blockchain enables forgery-proof storage of data, whereby the authenticity and integrity of subsequent manufacturing processes can be easily checked. With larger amounts of data, hash values of the stored data, in particular of encrypted data, can be saved using the blockchain. This significantly reduces the amount of data stored using the blockchain, without negatively affecting data security and integrity.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie The object is also achieved by a method for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular manufacturing processes in primary metallurgy
Seite 8 über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, umfassend die Schritte: page 8 through secondary metallurgy to manufacturing processes, including the following steps:
Ausführen der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen, Erfassen von Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligenExecution of the several interdependent manufacturing processes in separate systems, recording of properties of the starting product of the respective
Herstellungsprozesses in jeder separaten Anlage, Manufacturing process in each separate plant,
Speichern der erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte der jeweiligen Herstellungsprozesse in einer zentralen Datenspeichereinrichtung, Storage of the recorded properties of the starting products of the respective manufacturing processes in a central data storage device,
Abrufen der gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses und Optimieren des nachfolgendenRetrieving the stored properties of the starting products of the upstream manufacturing process and optimizing the subsequent one
Herstellungsprozesses auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte des vorgelagerten Herstellungsprozesses. Manufacturing process based on the retrieved properties of the starting products of the upstream manufacturing process.
Es werden wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst, Es können jedoch zusätzlich Informationen zu dem Herstellungsprozess selbst oder zwischenzeitlichen Eigenschaften des Produkts während des Herstellungsprozesses erfasst werden. Grundsätzlich kann jeder im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess und/oder dem hergestellten Produkt stehende Parameter erfasst und in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert werden. Je größer die vorhandene Datenbasis, umso größer ist das Optimierungspotenzial. At least the properties of the starting product of the respective manufacturing process are recorded. However, additional information on the manufacturing process itself or interim properties of the product during the manufacturing process can be recorded. In principle, every parameter related to the manufacturing process and / or the manufactured product can be recorded and stored in the central data storage device. The larger the existing database, the greater the potential for optimization.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine gezielte und produktionsprozessübergreifende Agglomeration von genealogischen Daten vom Rohstoff über das Halbzeug bis hin zur finalen Verwendung im Produkt. Diese agglomerierten genealogischen Daten werden in der zentralenThe present invention enables a targeted and cross-production agglomeration of genealogical data from the raw material through the semi-finished product to the final use in the product. These agglomerated genealogical data are stored in the central
Datenspeichereinrichtung für alle Herstellungsprozesse in der metallurgischen Prozesskette verfügbar gemacht. Der aktuelle Herstellungsprozess in der metallurgischen Prozesskette kann somit auf die Daten der vorgelagerten Prozesse der metallurgischen Prozesskette in der zentralen Datenspeichereinrichtung zugreifen. Dies kann zu einem beliebigen Zeitpunkt Data storage facility made available for all manufacturing processes in the metallurgical process chain. The current manufacturing process in the metallurgical process chain can thus access the data of the upstream processes of the metallurgical process chain in the central data storage device. This can be done at any time
Seite 9 erfolgen, unabhängig davon wann und über welchen Zeitraum die vorgelagerten Herstellungsprozesse ausgeführt wurden. Page 9 take place regardless of when and over what period of time the upstream manufacturing processes were carried out.
Auf Basis der über die gesamte metallurgische Prozesskette anwachsenden genealogischen Daten können somit vor und/oder nach jeden Herstellungsprozess Entscheidungen getroffen werden, die zur gezielten Steigerung der Qualität und/oder der Produktivität der nachfolgenden Herstellungsprozesse dienen. On the basis of the genealogical data that grows over the entire metallurgical process chain, before and / or after each manufacturing process, decisions can be made that serve to increase the quality and / or productivity of the subsequent manufacturing processes.
Ein Herstellungsprozess im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Teilprozess der metallurgischen Prozesskette. A manufacturing process within the meaning of the invention is, in particular, a sub-process of the metallurgical process chain.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden über die gesamte metallurgische Prozesskette prozessübergreifend die produktionsbezogenen Informationen agglomeriert und strukturiert zur Verfügung gestellt. By means of the method according to the invention, the production-related information is made available in an agglomerated and structured manner across the entire metallurgical process chain.
Der Kern der Erfindung besteht in der Erfassung von genealogische Daten (Produktion, Anlagenzustand, Qualität) bezüglich der Herstellung eines Produkts in einer metallurgischen Prozesskette und die erfassten Daten für die separaten Herstellungsprozesse verfügbar zu machen und zwischen diesen auszutauschen. Erst die Verfügbarkeit von Daten über die gesamte metallurgische Prozesskette ermöglicht einen Mehrwert aus den Daten zu extrahieren und diese Mehrwerte gewinnbringend zu verwerten. Eine gewinnbringende Verwertung ist beispielsweise die Optimierung eines Herstellungsprozesses in der metallurgischen Prozesskette. The core of the invention consists in the acquisition of genealogical data (production, plant condition, quality) relating to the manufacture of a product in a metallurgical process chain and to make the acquired data available for the separate manufacturing processes and to exchange them between them. Only the availability of data across the entire metallurgical process chain enables added value to be extracted from the data and this added value to be exploited profitably. A profitable recovery is, for example, the optimization of a manufacturing process in the metallurgical process chain.
Die zentrale Datenspeichereinrichtung kann nach einer Variante der Erfindung als Marktplatz ausgebildet sein, wo die Betreiber von Anlagen im nachfolgenden Teil der metallurgischen Prozesskette die Daten der Betreiber der vorgelagerten Teile der metallurgischen Prozesskette erwerben können. Der Zugriff auf die Daten aus den vorgelagerten Prozessen der metallurgischen Prozesskette hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des eingehenden Halbzeugs nicht überprüft werden According to a variant of the invention, the central data storage device can be designed as a marketplace, where the operators of systems in the subsequent part of the metallurgical process chain can acquire the data from the operators of the upstream parts of the metallurgical process chain. Access to the data from the upstream processes of the metallurgical process chain has the advantage that the properties of the incoming semi-finished product are not checked
Seite 10 müssen. Auch lässt sich der eigene Prozess deutlich besser optimieren, wenn mehr Informationen zum eingehenden Halbzeug zur Verfügung stehen. Der Betreiber der zentralen Datenspeichereinrichtung kann eine Gebühr für die Organisation und den Betrieb erheben, so dass die zentrale Datenspeichereinrichtung einem Marktplatz entspricht. Auch kann der die Daten bereitstellende Betreiber einer Anlage der metallurgischen Prozesskette eine Gebühr dafür erheben, dass er die Daten in der zentralenPage 10 have to. Your own process can also be optimized much better if more information about the incoming semi-finished product is available. The operator of the central data storage facility can charge a fee for the organization and operation, so that the central data storage facility corresponds to a marketplace. The operator of a plant in the metallurgical process chain who provides the data can also charge a fee for having the data in the central
Datenspeichereinrichtung zur Verfügung stellt. Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung folgen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen sequenziell aufeinander. Dies stellt den Regelfall einer metallurgischenProvides data storage device. According to an expedient variant of the invention, the several interdependent manufacturing processes and / or the separate systems follow one another sequentially. This is the rule of a metallurgical
Prozesskette dar, da zur Herstellung eines finalen Produkts eine vorgegebene Reihenfolge von separaten Prozessen sequenziell ausgeführt werden muss, so dass auch die entsprechenden Anlagen sequenziell aufeinanderfolgen. Process chain, since a predetermined sequence of separate processes has to be carried out sequentially in order to manufacture a final product, so that the corresponding systems also follow one another sequentially.
In einer erfindungsgemäßen Variante sind die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. In a variant according to the invention, the manufacturing processes of the metallurgical process chain are selected from: casting, sintering, pressing, drop forging, extrusion, extrusion, deep drawing, rolling, machining, welding, electroplating, powder coating, hardening or the like.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte des Erfassens von Parameter der Herstellungsprozesse und Speichern der erfassten Parameter in der zentralen Datenspeichereinrichtung. Neben Eigenschaften der Ausgangsprodukte der einzelnen Herstellungsprozesse werden zusätzlich noch Parameter der Herstellungsprozesse erfasst und in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Dadurch erhöht sich die zur Verfügung stehende Datenbasis und das Optimierungspotenzial wird durch die größere Datenbasis verbessert. According to a preferred variant of the invention, the method comprises the steps of acquiring parameters of the manufacturing processes and storing the acquired parameters in the central data storage device. In addition to properties of the starting products of the individual manufacturing processes, parameters of the manufacturing processes are also recorded and stored in the central data storage device. This increases the available database and the optimization potential is improved by the larger database.
Seite 11 Nach einer erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren das Zuordnen einer eindeutigen Kennung zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt. Das Produkt ist somit über die eindeutige Kennung über die gesamte metallurgische Prozesskette eindeutig identifizierbar. Page 11 According to a variant according to the invention, the method comprises assigning a unique identifier to the product manufactured in the multiple manufacturing processes. The product can thus be clearly identified over the entire metallurgical process chain via the unique identifier.
In einer vorteilhaften Variante umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Agglomerieren der in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt. Die über die metallurgische Prozesskette erfassten Daten für ein herzustellendes bzw. hergestelltes Produkt werden somit bei jedem einzelnen Prozessschritt erweitert und agglomeriert in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeichert. Es stehen somit in den nachfolgenden Herstellungsprozessen immer die Daten sämtlicher vorgelagerter Herstellungsprozesse und deren Ausgangsprodukte zur Verfügung. In an advantageous variant, the method according to the invention comprises the agglomeration of the properties and / or parameters stored in the central data storage device to form the product produced in the multiple production processes. The data recorded via the metallurgical process chain for a product to be manufactured or manufactured are thus expanded for each individual process step and stored in the central data storage device in an agglomerated manner. The data of all upstream manufacturing processes and their output products are therefore always available in the subsequent manufacturing processes.
Gemäß einer zweckmäßigen Variante der Erfindung betreffen die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten. According to an expedient variant of the invention, the recorded properties and / or parameters relate to production, status and / or quality data.
Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Variante bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt ab. According to a preferred variant according to the invention, the recorded properties and / or parameters map a digital product twin for the product manufactured in the multiple manufacturing processes.
In einer weiteren Variante der Erfindung sind die in der zentralen Datenspeichereinrichtung gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter standardisiert. Eine standardisierte Speicherung erleichtert die Speicherung und Nutzung der Daten durch die unterschiedlichen Herstellungsprozesse und/oder Anlagenteile. In a further variant of the invention, the properties and / or parameters stored in the central data storage device are standardized. A standardized storage facilitates the storage and use of the data by the different manufacturing processes and / or system parts.
Gemäß einer zweckmäßigen erfindungsgemäßen Variante umfassen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse kontinuierliche, nicht According to an expedient variant according to the invention, the several interdependent manufacturing processes include continuous, non-continuous
Seite 12 kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Herstellungsprozesse. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit nicht auf eine bestimmte Art von Herstellungsprozessen einer metallurgischen Prozesskette beschränkt. page 12 continuous or mixed continuous and discontinuous manufacturing processes. The method according to the invention is therefore not limited to a specific type of manufacturing process in a metallurgical process chain.
Nach einer weiteren zweckmäßigen Variante der Erfindung unterliegt das in den mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt im Laufe der mehreren voneinander abhängigen HerstellungsprozesseAccording to a further expedient variant of the invention, the product manufactured in the several interdependent manufacturing processes is subject to the several interdependent manufacturing processes
Phasenübergängen und/oder Gefügeveränderungen Phase transitions and / or structural changes
In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung mittels einer Blockchain gespeichert. Eine Blockchain ermöglich eine fälschungssichere Speicherung von Daten, wobei die Echtheit und Integrität von nachfolgenden Herstellungsprozessen einfach überprüft werden kann. Bei größeren Datenmengen können mittels der Blockchain Hashwerte der gespeicherten Daten, insbesondere von verschlüsselten Daten, gespeichert werden. Dadurch reduziert sich die mittels der Blockchain gespeicherte Datenmenge erheblich, ohne eine negative Beeinflussung der Datensicherheit und -Integrität. In a particularly preferred variant of the invention, the data or references to encrypted data are stored in the central data storage device by means of a blockchain. A blockchain enables forgery-proof storage of data, whereby the authenticity and integrity of subsequent manufacturing processes can be easily checked. With larger amounts of data, hash values of the stored data, in particular of encrypted data, can be saved using the blockchain. This significantly reduces the amount of data stored using the blockchain, without negatively affecting data security and integrity.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das erfindungsgemäße System das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. The object is also achieved by a computer program comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the invention. In particular, the object is achieved by a computer program comprising commands which cause the system according to the invention to carry out the method according to the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the figure. It shows:
Seite 13 Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems zurPage 13 Fig. 1 is a schematic view of a system according to the invention for
Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette. Die metallurgische Prozesskette betrifft insbesondere Herstellungsprozesse der Primärmetallurgie, über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren. Beispiele für Teile einer metallurgischen Prozesskette sind Urformen, Umformen, Trennen, Fügen,Optimization of several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain. 1 shows a schematic view of a system 1 according to the invention for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain. The metallurgical process chain relates in particular to manufacturing processes in primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes. Examples of parts of a metallurgical process chain are primary forming, forming, separating, joining,
Beschichten, Änderung der Stoffeigenschaften, und dergleichen. Coating, changing fabric properties, and the like.
In der metallurgischen Prozesskette werden mehrere voneinander abhängige Herstellungsprozesse in separaten Anlagen 2 ausgeführt. Jede Anlage 2 liefert ein Ausgangsprodukt 3, wobei in der metallurgischen Prozesskette dasIn the metallurgical process chain, several interdependent manufacturing processes are carried out in separate systems 2. Each plant 2 supplies an output product 3, whereby in the metallurgical process chain the
Ausgangsprodukt 3 eines vorgelagerten Herstellungsprozesses das Eingangsprodukt eines nachgelagerten Herstellungsprozesses ist. Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, folgen die voneinander abhängigenOutput product 3 of an upstream manufacturing process is the input product of a downstream manufacturing process. As can be seen from FIG. 1, the interdependent follow
Herstellungsprozesse bzw. die separaten Anlagen 2 sequenziell aufeinander. Manufacturing processes or the separate systems 2 sequentially on top of one another.
Die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette sind beispielsweise ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. Insbesondere umfassen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierlicheThe manufacturing processes of the metallurgical process chain are selected, for example, from: casting, sintering, pressing, drop forging, extrusion, extrusion, deep drawing, rolling, machining, welding, electroplating, powder coating, hardening or the like. In particular, the several interdependent manufacturing processes include continuous, discontinuous, or mixed continuous and discontinuous
Herstellungsprozesse. Manufacturing processes.
In jeder separaten Anlage 2 werden wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst. Ferner können die separaten Anlagen 2 zusätzlich zumindest teilweise Parameter des In each separate system 2, at least the properties of the starting product of the respective manufacturing process are recorded. Furthermore, the separate systems 2 can also at least partially parameters of the
Seite 14 Herstellungsprozesses erfassen. Die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter betreffen insbesondere Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten. Page 14 Record the manufacturing process. The recorded properties and / or parameters relate in particular to production, status and / or quality data.
Das erfindungsgemäße System 1 umfasst eine zentrale Datenspeichereinrichtung 4, zur Speicherung der in den separaten Anlagen 2 erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 der jeweiligen Herstellungsprozesse und gegebenenfalls der zusätzlich erfassten Parameter der entsprechenden Herstellungsprozesse. The system 1 according to the invention comprises a central data storage device 4 for storing the properties of the starting products 3 of the respective production processes recorded in the separate systems 2 and, if applicable, the additionally recorded parameters of the corresponding production processes.
Die separaten Anlagen 2 umfassen jeweils eine Schnittstelle 5 zu der zentralen Datenspeichereinrichtung 4. Über die Schnittstelle 5 können die gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses abgerufen werden. Der nachfolgende Herstellungsprozess kann auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses optimiert werden. The separate systems 2 each include an interface 5 to the central data storage device 4. The stored properties of the starting products 3 of the upstream manufacturing process can be called up via the interface 5. The subsequent manufacturing process can be optimized on the basis of the retrieved properties of the starting products 3 of the preceding manufacturing process.
Der erste Herstellungsprozess der metallurgischen Prozesskette kann keine Daten eines vorgelagerten Herstellungsprozesses abrufen und der letzte Herstellungsprozess der metallurgischen Prozesskette muss keine Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung ablegen. Dies ist in Fig. 1 durch die gerichteten Pfeile bzw. den Doppelpfeil symbolisiert. The first production process of the metallurgical process chain cannot call up any data from an upstream production process and the last production process of the metallurgical process chain does not have to store any data in the central data storage device. This is symbolized in FIG. 1 by the directed arrows or the double arrow.
Zweckmäßigerweise wird dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 eine eindeutige Kennung zugeordnet. Das Produkt 3 ist somit jederzeit eindeutig identifizierbar. Eine eindeutige Kennkennung im Sinne der Erfindung bedeutet, dass es kein zweites Produkt 3 innerhalb der metallurgischen Prozesskette mit derselben Kennung gibt. Die eindeutige Kennung ist über die metallurgische Prozesskette unveränderlich oder kann beispielsweise durch jeden erfolgten Herstellungsprozess erweitert werden, so dass anhand der Erweiterungen der aktuelle Bearbeitungszustand bestimmbar ist. A unique identifier is expediently assigned to the product 3 produced in the multiple production processes. The product 3 can thus be clearly identified at any time. A unique identifier within the meaning of the invention means that there is no second product 3 within the metallurgical process chain with the same identifier. The unique identifier cannot be changed via the metallurgical process chain or can be expanded, for example, through each production process that has taken place, so that the current processing status can be determined on the basis of the enhancements.
Seite 15 Vorzugsweise werden die zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 in der zentralen Datenspeichereinrichtung 4 gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter agglomeriert. Dadurch werden genealogische Daten vom Rohstoff über das Halbzeug bis hin zur finalen Verwendung im Produkt 3 erzeugt. Page 15 The properties and / or parameters stored in the central data storage device 4 for the product 3 produced in the multiple production processes are preferably agglomerated. This generates genealogical data from the raw material through the semi-finished product to the final use in product 3.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 ab. According to an advantageous variant of the invention, the recorded properties and / or parameters map a digital product twin for the product 3 produced in the multiple production processes.
Zur Vereinfachung des Datenaustauschs gibt die zentrale Datenspeichereinrichtung 4 einen Standard für die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter vor. In der zentralen Datenspeichereinrichtung 4 werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten vorzugsweise mittels einer Blockchain gespeichert. Eine Blockchain ermöglich eine fälschungssichere Speicherung von Daten, wobei die Echtheit und Integrität von nachfolgenden Herstellungsprozessen einfach überprüft werden kann. Bei größeren Datenmengen können mittels der Blockchain Hashwerte der gespeicherten Daten, insbesondere von verschlüsselten Daten, gespeichert werden. Dadurch reduziert sich die mittels der Blockchain gespeicherte Datenmenge erheblich, ohne eine negative Beeinflussung der Datensicherheit und -Integrität. Das System 1 aus Fig 1 kann beispielsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette ausführen, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Ausführen der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen 2, To simplify the exchange of data, the central data storage device 4 specifies a standard for the recorded properties and / or parameters. In the central data storage device 4, the data or references to encrypted data are preferably stored by means of a blockchain. A blockchain enables forgery-proof storage of data, whereby the authenticity and integrity of subsequent manufacturing processes can be easily checked. With larger amounts of data, hash values of the stored data, in particular of encrypted data, can be saved using the blockchain. This significantly reduces the amount of data stored using the blockchain, without negatively affecting data security and integrity. The system 1 from FIG. 1 can, for example, execute a method according to the invention for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes of primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes. The method according to the invention comprises the steps: Execution of the several interdependent manufacturing processes in separate systems 2,
Seite 16 Erfassen von Eigenschaften des Ausgangsprodukts 3 des jeweiligen Herstellungsprozesses in jeder separaten Anlage 2, Page 16 Recording of properties of the starting product 3 of the respective manufacturing process in each separate system 2,
Speichern der erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 der jeweiligen Herstellungsprozesse in einer zentralen Datenspeichereinrichtung 4, Abrufen der gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses und Optimieren des nachfolgenden Herstellungsprozesses auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte 3 des vorgelagerten Herstellungsprozesses. Das in den mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen hergestellte Produkt 3 unterliegt beispielsweise im Laufe der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse Phasenübergängen und/oder Gefügeveränderungen. Dabei folgen die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen 2 sequenziell aufeinander. Saving the recorded properties of the output products 3 of the respective manufacturing processes in a central data storage device 4, retrieving the stored properties of the output products 3 of the upstream manufacturing process and optimizing the subsequent manufacturing process on the basis of the retrieved properties of the output products 3 of the upstream manufacturing process. The product 3 produced in the several interdependent manufacturing processes is subject, for example, to phase transitions and / or structural changes in the course of the several interdependent manufacturing processes. The multiple production processes that are dependent on one another and / or the separate systems 2 follow one another sequentially.
Die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette sind vorzugsweise ausgewählt aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren,The manufacturing processes of the metallurgical process chain are preferably selected from: casting, sintering, pressing, drop forging, extrusion, extrusion, deep drawing, rolling, machining, welding, electroplating,
Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. Die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse können kontinuierliche, nicht kontinuierliche oder gemischt kontinuierliche und nicht-kontinuierliche Teilprozesse betreffen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner vorzugsweise die Schritte des Erfassens von Parameter der Herstellungsprozesse und Speichern der erfassten Parameter in der zentralen Datenspeichereinrichtung 4. Die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter betreffen insbesondere Produktions-,Powder coating, hardening or the like. The several interdependent manufacturing processes can relate to continuous, discontinuous or mixed continuous and discontinuous sub-processes. The method according to the invention furthermore preferably comprises the steps of acquiring parameters of the manufacturing processes and storing the acquired parameters in the central data storage device 4. The acquired properties and / or parameters relate in particular to production,
Zustands- und/oder Qualitätsdaten. Insbesondere bilden die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 ab. Condition and / or quality data. In particular, the recorded properties and / or parameters map a digital product twin for the product 3 produced in the multiple production processes.
Seite 17 Die Speicherung der Eigenschaften und/oder Parameter in der zentrale Datenverwaltungseinrichtung 4 erfolgt zweckmäßigerweise standardisiert. Page 17 The storage of the properties and / or parameters in the central data management device 4 is expediently standardized.
Dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 ist insbesondere eine eindeutige Kennung zugeordnet. In particular, a unique identifier is assigned to the product 3 produced in the multiple production processes.
Zweckmäßigerweise werden die in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 4 gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt 3 agglomeriert The properties and / or parameters stored in the central data management device 4 are expediently agglomerated to form the product 3 produced in the multiple production processes
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung 4 mittels einer Blockchain gespeichert. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch ein Computerprogramm ausgeführt werden. Insbesondere wird das erfindungsgemäße System 1 durch ein Computerprogramm implementiert und führt das erfindungsgemäße Verfahren aus. According to an advantageous variant of the invention, the data or references to encrypted data are stored in the central data storage device 4 by means of a blockchain. The method according to the invention can be carried out by a computer program. In particular, the system 1 according to the invention is implemented by a computer program and executes the method according to the invention.
Seite 18 Bezugszeichenliste Page 18 List of reference symbols
1 System 2 Anlage 1 system 2 system
3 Produkt 3 product
4 zentrale Datenspeichereinrichtung4 central data storage facility
5 Schnittstelle/Datenaustausch 5 Interface / data exchange
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Claims

Ansprüche Expectations
1. System (1) zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, wobei die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen (2) ausgeführt werden, wobei in jeder separaten Anlage (2) wenigstens die Eigenschaften des Ausgangsprodukts (3) des jeweiligen Herstellungsprozesses erfasst werden, wobei das System (1) eine zentrale Datenspeichereinrichtung (4) umfasst, zur Speicherung der in den separaten Anlagen (2) erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte (3) der jeweiligen Herstellungsprozesse, und wobei die separaten Anlagen (2) eine Schnittstelle (5) zu der zentralen Datenspeichereinrichtung (4) umfassen, um die gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte (3) des vorgelagerten Herstellungsprozesses abzurufen und den nachfolgenden Herstellungsprozess auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte (3) des vorgelagerten Herstellungsprozesses zu optimieren. 1. System (1) for the optimization of several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes of primary metallurgy to secondary metallurgy up to manufacturing processes, whereby the several interdependent manufacturing processes are carried out in separate plants (2), each with separate Plant (2) at least the properties of the starting product (3) of the respective manufacturing process are recorded, the system (1) comprising a central data storage device (4) for storing the properties of the starting products (3) recorded in the separate plants (2) respective manufacturing processes, and wherein the separate systems (2) include an interface (5) to the central data storage device (4) to retrieve the stored properties of the output products (3) of the upstream manufacturing process and the subsequent manufacturing process based on the down ufenen properties of the starting products (3) of the upstream manufacturing process.
2. System (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Herstellungsprozesse der metallurgischen Prozesskette ausgewählt sind aus: Gießen, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Walzen, Zerspanen, Schweißen, Galvanisieren, Pulverbeschichten, Härten oder dergleichen. 2. System (1) according to claim 1, wherein the manufacturing processes of the metallurgical process chain are selected from: casting, sintering, pressing, drop forging, extrusion, extrusion, deep drawing, rolling, machining, welding, electroplating, powder coating, hardening or the like.
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3. System (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die separaten Anlagen (2) zumindest teilweise Parameter des Herstellungsprozesses erfassen und die erfassten Parameter in der zentralen Datenspeichereinrichtung (4) speichern. 3. System (1) according to claim 1 or claim 2, wherein the separate systems (2) at least partially record parameters of the manufacturing process and store the recorded parameters in the central data storage device (4).
4. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt (3) in der zentralen Datenspeichereinrichtung (4) gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter agglomeriert werden 4. System (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the properties and / or parameters stored in the central data storage device (4) for the product (3) produced in the plurality of manufacturing processes are agglomerated
5. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter Produktions-, Zustands- und/oder Qualitätsdaten betreffen. 5. System (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the recorded properties and / or parameters relate to production, status and / or quality data.
6. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt (3) abbilden. 6. System (1) according to one of claims 1 to 5, wherein the recorded properties and / or parameters map a digital product twin for the product (3) manufactured in the multiple manufacturing processes.
7. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung (4) mittels einer Blockchain gespeichert werden. 7. System (1) according to one of claims 1 to 6, wherein the data or references to encrypted data are stored in the central data storage device (4) by means of a blockchain.
8. Verfahren zur Optimierung von mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozessen innerhalb einer metallurgischen Prozesskette, insbesondere von Herstellungsprozessen der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Fertigungsverfahren, umfassend die Schritte: 8. A method for optimizing several interdependent manufacturing processes within a metallurgical process chain, in particular from manufacturing processes in primary metallurgy through secondary metallurgy to manufacturing processes, comprising the steps:
Ausführen der mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse in separaten Anlagen (2), Execution of the several interdependent manufacturing processes in separate systems (2),
Seite 21 Erfassen von Eigenschaften des Ausgangsprodukts (3) des jeweiligen Herstellungsprozesses in jeder separaten Anlage (2), Page 21 Recording of properties of the starting product (3) of the respective manufacturing process in each separate system (2),
Speichern der erfassten Eigenschaften der Ausgangsprodukte (3) der jeweiligen Herstellungsprozesse in einer zentralen Datenspeichereinrichtung (4), Storage of the recorded properties of the starting products (3) of the respective manufacturing processes in a central data storage device (4),
Abrufen der gespeicherten Eigenschaften der Ausgangsprodukte (3) des vorgelagerten Herstellungsprozesses und Optimieren des nachfolgenden Herstellungsprozesses auf Basis der abgerufenen Eigenschaften der Ausgangsprodukte (3) des vorgelagerten Herstellungsprozesses. Retrieving the stored properties of the starting products (3) of the upstream manufacturing process and optimizing the subsequent manufacturing process on the basis of the retrieved properties of the starting products (3) of the upstream manufacturing process.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die mehreren voneinander abhängigen Herstellungsprozesse und/oder die separaten Anlagen (2) sequenziell aufeinanderfolgen. 9. The method according to claim 8, wherein the plurality of interdependent manufacturing processes and / or the separate systems (2) follow one another sequentially.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, umfassend die Schritte des Erfassens von Parameter der Herstellungsprozesse und Speichern der erfassten Parameter in der zentralen Datenspeichereinrichtung (4). 10. The method according to claim 8 or claim 9, comprising the steps of acquiring parameters of the manufacturing processes and storing the acquired parameters in the central data storage device (4).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend das Agglomerieren der in der zentralen Datenspeichereinrichtung (4) gespeicherten Eigenschaften und/oder Parameter zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt (3). 11. The method according to any one of claims 8 to 10, comprising agglomerating the properties and / or parameters stored in the central data storage device (4) to form the product (3) produced in the multiple production processes.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei die erfassten Eigenschaften und/oder Parameter einen digitalen Produktzwilling zu dem in den mehreren Herstellungsprozessen hergestellten Produkt (3) abbilden. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the recorded properties and / or parameters map a digital product twin for the product (3) manufactured in the multiple manufacturing processes.
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13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Daten oder Verweise auf verschlüsselte Daten in der zentralen Datenspeichereinrichtung (4) mittels einer Blockchain gespeichert werden. 13. The method according to any one of claims 8 to 12, wherein the data or references to encrypted data are stored in the central data storage device (4) by means of a blockchain.
14. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 auszuführen. 14. Computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the method according to any one of claims 8 to 13.
15. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 ausführt. 15. A computer program comprising instructions which cause the system (1) according to one of claims 1 to 7 to carry out the method according to one of claims 8 to 13.
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