阅读说明：本技术 用于加工产品的设备和方法 (Apparatus and method for processing products ) 是由 鲍里斯·韦尔勒 于 2018-05-15 设计创作，主要内容包括：一种用于加工产品的设备,其特征在于计算装置(102)和接口(104),其中,接口(104)形成为与空间上彼此间隔开的和/或级联的多个制造单元(106-1,...,106-4)进行通信,其中,制造单元(106-1,...,106-4)形成用于以能够预设的顺序加工产品,其中,接口(104)形成用于接收关于多个制造单元(106-1,...,106-4)中的至少一个的至少一个制造参数的信息,其中,计算装置(102)形成为根据至少一个制造参数为多个制造单元(106-1,...,106-4)中的至少一个确定制造规程,该制造规程指定所述顺序,并且其中,接口(104)形成用于传输关于至少一个制造规程的信息以指定所述顺序。一种借助该设备加工产品的方法。(An apparatus for processing a product, characterized by a computing device (102) and an interface (104), wherein the interface (104) is formed to communicate with a plurality of manufacturing units (106-1, 106, 4) spatially spaced apart from each other and/or cascaded, wherein the manufacturing units (106-1, 106-4) are formed to process the product in a presettable order, wherein the interface (104) is formed to receive information about at least one manufacturing parameter of at least one of the plurality of manufacturing units (106-1, 106, 4), wherein the computing device (102) is formed to determine a manufacturing procedure for at least one of the plurality of manufacturing units (106-1, 106, 4) as a function of the at least one manufacturing parameter, the manufacturing procedure specifying the order, and wherein the interface (104) is formed for transmitting information about at least one manufacturing procedure to specify the order. A method of processing a product by means of the apparatus.)

用于加工产品的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工产品、特别是板件或板状工件的设备和方法。

背景技术

这类设备包括制造单元，在这些制造单元中，加工过程作为用于加工产品的方法的一部分而进行。

家具行业中的制造过程通过制造控制系统在交付期限以及各个特征参数(例如边角料)方面进行优化。

DE 10 2015 214 673 A1公开了这类生产系统和相应的方法。

相对于该生产系统得到改善的设备和相对于该方法得到改善的方法是期望的。

发明内容

这通过按照独立权利要求所述的设备和方法得以实现。

该设备包括计算装置和接口，其中，接口形成为与空间上彼此间隔开的和/或级联的多个制造单元进行通信，其中，这些制造单元形成用于以能够预设的顺序加工产品，其中，接口形成用于接收关于多个制造单元中的至少一个的至少一个制造参数的信息，其中，计算装置形成为根据该至少一个制造参数为多个制造单元中的至少一个确定制造规程，其中，该制造规程指定所述顺序，并且其中，接口形成用于传输关于至少一个制造规程的信息以指定所述顺序。

因此，在中央的计算装置中考虑了各个制造单元的可能性以及制造单元彼此之间的相互影响。通过切割计划的制造顺序的优化和/或切割计划(切割计划的部分的制造顺序)的改变，可以缩短调试时间、提高总产量、降低能耗、使磨损最小化以及通过用户交互的结合来创建自由度。

优选地，接口形成用于将问询传输给多个制造单元中的至少一个，通过该问询请求关于多个制造单元中的至少一个的至少一个制造参数的信息。例如定期地发送该问询以使制造参数保持为最新的。

优选地，制造规程确定制造顺序或制造单元-顺序，其中，在多个制造单元中的一个内以制造顺序加工产品，而通过多个制造单元以制造单元-顺序加工产品，只要制造顺序的改变在技术上是有意义的或可能的(例如，在板件的分割后立即进行堆垛或在分割后的板件的边缘处理之后才进行堆垛)。由此能够优化制造顺序或制造单元-顺序。

优选地，制造规程确定待在其上加工产品的多个类似的制造单元之间的选择(例如，根据相应的分割计划，来自板件仓库的板件是应该通过具有两个锯的角装置还是应该通过仅具有一个锯切装置和一个运回装置的板件分割设备来分割)。制造单元的总容量能够由此得到优化。

优选地，制造规程确定在多个制造单元中的一个内或通过多个制造单元的至少两个不同的产品的加工顺序。由此能够优化产品顺序。

优选地，问询包括关于至少两个不同的产品的信息，其中，响应于该问询，传输关于至少两个不同的产品的制造参数的信息。各个制造单元可以自已支持针对不同产品的优化，并确定即将到来的订单的制造时间。对几种产品的问询将关于相应的产品的信息传输给制造单元。相应的响应包含相应差异化的制造参数。

优选地，制造参数包括关于用于加工产品的制造时间的信息。

优选地，制造规程包括关于在多个制造单元中的至少一个内加工产品的制造计划的信息。

优选地，根据至少一个持续时间确定制造规程，该持续时间表征多个制造单元中的两个之间的运输时间。通过取决于运输时间的制造单元-顺序的改变(只有技术上是可能的)或者通过取决于运输时间的、相似的制造单元之间的选择，可以总体上缩短制造时间。

优选地，接口形成用于：接收关于在第一制造单元处产品的第一加工的结束的消息，并且接收在第二制造单元处产品的第二加工的开始的信息，其中，计算装置形成用于：根据关于结束的信息和关于开始的信息测量用于加工第一产品的第一过程中的持续时间，并且使用该持续时间以确定在第二过程中的用于第二产品的制造规程(Fertigungsanweisung)。由此自动地确定运输时间。

优选地，接口形成用于：接收关于在第一制造单元处产品的第一加工的开始的消息，并且接收关于在第一制造单元处产品的第一加工的结束的信息，其中，计算装置形成用于：根据关于开始的信息和关于结束的信息测量用于加工第一产品的第一过程中的制造时间，并且使用该制造时间以确定在第二过程中的用于第二产品的制造规程。由此在制造单元中自动地确定制造时间。

一种用于在空间上彼此间隔开的和/或级联的多个制造单元中以能够预设的顺序加工产品的方法，包括：将关于多个制造单元中的至少一个的至少一个制造参数的信息传输至用于计算装置的接口；根据至少一个制造参数通过计算装置为多个制造单元中的至少一个确定制造规程，其中，制造规程指定了顺序；和将关于至少一个制造规程的信息经接口传输至多个制造单元中的至少一个。

优选地，由接口向多个制造单元中的至少一个传输问询，通过所述问询请求关于多个制造单元中的至少一个的至少一个制造参数的信息。

优选地，问询包括关于至少两个不同的产品的信息，其中，响应于问询，传输关于该至少两个不同的产品的制造参数的信息。

优选地，制造参数包括关于用于加工产品的制造时间的信息。

优选地，制造规程包括关于在多个制造单元中的至少一个内加工产品的制造计划的信息。

优选地，根据至少一个持续时间确定制造规程，所述持续时间表征多个制造单元中的两个之间的运输时间。

优选地，在接口处接收关于在第一制造单元处产品的第一加工的结束的消息，并且在接口处接收关于在第二制造单元处产品的第二加工的开始的信息，其中，由计算装置根据关于结束的信息和关于开始的信息测量用于加工第一产品的第一过程中的持续时间，并且使用该持续时间以确定在第二过程中的用于第二产品的制造规程。

优选地，在接口处接收关于在第一制造单元处产品的第一加工的开始的消息，其中，在接口处接收在第一制造单元处产品的第一加工的结束的信息，其中，由计算装置根据关于开始的信息和关于结束的信息测量用于加工第一产品的第一过程中的制造时间，并且使用该制造时间以确定在第二过程中的用于第二产品的制造规程。

附图说明

由以下的附图的描述中可以得出其他设计方案。其中，

图1示意性示出了用于加工以板状工件为例的产品的设备，

图2示意性示出了板状工件的按顺序的加工，

图3示意性示出了用于加工产品的方法。

具体实施方式

图1示意性示出了用于加工产品的设备。该产品例如为工件，特别是板件。其也可以设置用于其他产品的加工。

该设备包括计算装置102和接口104。例如，计算装置102是可编程逻辑控制器。接口104形成用于与多个空间上间隔开的和/或级联的制造单元和计算装置102进行通信。

第一制造单元106-1例如包括仓库。通过仓库例如管理板件，这些板件彼此堆叠成堆垛。堆垛中的板件彼此堆叠的顺序例如在仓库中存储在数据库中。仓库例如形成为通过堆垛装置重新堆叠堆垛，直到特定的板件位于堆垛的顶部，从而抓取该板件并将其移动到第一运输单元108-1。还可以预设为当板件位于堆垛上时，人员或仓库操作者将该板件移动到第一运输单元108-1上。

第一运输单元108-1形成用于将板件从第一制造单元106-1运输到第二制造单元106-2。第一运输单元108-1可以包括例如辊式输送装置。能够由使用者移动的托架也可以设置作为第一输送单元108-1。

第二制造单元106-2包括例如锯切装置。锯切装置形成用于分割、例如锯切板件。该锯切装置另外还形成用于抓取来自第一运输单元108-1的板件和/或在锯切之后将板件的部件移动到第二运输单元108-2。还可以设置为，当锯切板件时，人员或机器操作者将板件的部件移动到第二运输单元108-2上。

第二运输单元108-2形成用于将板件从第二制造单元106-2运输到第三制造单元106-3。第二运输单元108-2例如也可以包括辊式运输装置。能够由使用者移动的托架也可以设置作为第二运输单元108-2。

第三制造单元106-3包括例如堆垛装置。堆垛装置形成用于堆叠和/或分选所形成的板件的部件。堆垛装置例如形成用于抓取来自第二运输单元108-2的板件的部件以进行堆叠和/或将板件的部件在从堆垛装置中移除后移动至第三运输单元108-3。

第三运输单元108-3形成用于将板件从第三制造单元106-3运输到第四制造单元106-4。第三运输单元108-3例如也可以包括辊式运输装置。能够由使用者移动的托架也可以设置作为第三运输单元108-3。

第四制造单元106-4包括例如边缘处理装置。边缘处理装置形成用于在锯切之后对板件的部件的边缘进行处理和/或涂覆边缘带。例如，边缘处理装置例如形成用于抓取来自第三运输单元108-3的板件的部件用于处理和/或在处理之后将板件的部件移动到第四运输单元108-4。

在该示例中描述了用于木材加工的生产线的四个制造单元，这四个制造单元可以包括不同和/或类似的加工装置，例如钻孔机、铣床、加工中心、处理装置、组装装置和包装装置。还可以设置有其他制造单元以及更多或更少的制造单元。其也可能涉及汽车工业的生产线，例如用于车身涂漆的、具有不同喷漆车间的涂漆线；或具有多个组装单元和半成品仓库的消费品(例如不同的平板电视类型)的生产线。

在制造单元中以能够预设的顺序进行工件(例如板件)的加工。

制造规程指定该顺序。例如，制造规程是一个切割计划，其中示出了板件的部件在板件上的位置。为了分割板件，可以以不同的切割计划获得相同的板件的部件。

如果需要比由一种材料的一个板件上获得的部件更多的相同材料的部件，切割计划可以包括多个板件。于是实现了，由多个不同的板件上锯切的板件的部件对应于板件的不同类型。

对于一个或多个板件，不同的切割计划可能需要不同数量的锯切过程或旋转过程。根据不同的切割计划进行锯切可能会耗费不同的时间。在使用不同的切割计划的情况下，可能会产生不同的边角料。

如果需要不同材料的部件，则可能需要为待锯切的不同板件提供不同的切割计划。随后，还可以预设一个顺序，制造单元106-1，...，106-4以该顺序处理板件。

制造单元106-1，...，106-4通过数据线110与接口104连接。该连接例如是根据互联网协议/传输控制协议的无线连接或有线连接。也可以使用其他连接，例如现场总线系统。

接口104形成用于接收关于多个制造单元106-1，...，106-4中的至少一个的至少一个制造参数的信息。制造单元106-1，...，106-4形成用于发送该信息。制造单元106-1，...，106-4可以针对各个情况确定即将到来的订单的加工时间。

例如，作为制造参数，仓库发送关于板件当前堆叠的顺序的信息和/或关于何时可以提供堆叠的板件中的特定板件的信息。

作为制造参数，例如，直到实施特定的切割计划，锯发送关于对于该特定的切割计划锯切或旋转板件的顺序的信息，和/或发送关于直到在锯上实施或已经实施该特定的切割计划持续的或已持续的时间的信息。

作为制造参数，边缘处理装置例如发送关于针对特定的切割计划处理板件的部件的边缘的顺序的信息，和/或关于直到板件的特定部分的边缘进行加工或已经被加工持续的或已持续的时间的信息。

这意味着，从制造单元106-1，...，106-4中的一个传输的制造参数包括例如关于在该制造单元106-1，...，106-4中用于加工工件的制造时间的信息。

计算装置102形成用于根据至少一个制造参数来确定多个制造单元106-1，...，106-4中的至少一个的制造规程。

接口104形成用于将关于用于指定顺序的至少一个制造规程的信息传输给制造单元106-1，...，106-4。

制造单元106-1，...，106-4形成用于在收到制造规程后实施该制造规程。

这意味着，制造规程包括关于在制造单元106-1，...，106-4中的至少一个中用于加工工件的制造计划的信息，其中该制造规程传输至该制造单元。因此，各个制造单元可以根据情况获得不同的生产计划。

由此在中央的计算装置102中考虑了各个制造单元106-1，...，106-4的可能性以及制造单元106-1，...，106-4彼此的相互影响。通过制造顺序的优化，可以缩短调试时间、提高总产量、降低能耗、使磨损最小化和/或通过用户交互的结合来创建自由度。

制造规程包括例如切割计划或制造顺序，制造单元106-1，...，106-4应以切割计划或制造顺序加工诸如板件的工件。制造规程还可以确定制造单元-顺序，其指示通过多个制造单元106-1，...，106-4加工诸如板件的工件的顺序(例如，应在板件的分割之后立即进行堆叠还是在分割的板件的边缘处理之后才进行堆叠)。由此能够优化制造顺序或制造单元-顺序。

制造规程还可以在用来处理工件的多个类似的单元之间进行选择(例如，根据相应的分割计划来自板件仓库的板件应通过具有两个锯切装置的角设备还是应通过仅具有一个锯切装置和运回装置的板件分割设备来分割)。制造单元的总容量由此可以得到优化。

接口104可以形成用于向多个制造单元106-1，...，106-4中的至少一个传输问询，通过该问询请求关于多个制造单元中的至少一个中的至少一个制造参数的信息。例如，定期地传输问询以使制造参数保持最新。

制造规程可以指定在制造单元106-1，...，106-4中的一个内或通过多个制造单元106-1，...，106-4的至少两个不同工件(例如板件)的加工顺序。为此，该问询可以包括不同工件的信息，例如板件的材料或相应的切割计划。响应该问询，制造单元106-1，...，106-4传输关于不同的工件的制造参数的信息。各个制造单元106-1，...，106-4甚至可以支持针对不同的工件的优化。多个工件的问询传输关于各个工件的信息。相应的响应包含相应差异化的制造参数，该制造参数可以在必要时由优化制造单元本身的过程复制。

例如，可以规定工件顺序以优化结束到结束的处理时间或优化操作者的自由度。

另外，可以考虑制造单元106-1，...，106-4之间的运输时间。

例如，根据至少一个持续时间确定制造规程，该持续时间表征多个制造单元106-1，...，106-4中的两个之间的运输时间。只要技术上可能，通过取决于运输时间的制造单元-顺序的改变能够总体上缩短制造时间。通过取决于运输时间的、类似的制造单元之间的选择同样可以总体上缩短制造时间。例如，设计用于确定过程的算法，以使得在考虑已确定的运输时间的条件下总体上缩短生产时间。

接口104还可以形成用于在第一制造单元106-1处接收关于诸如板件的工件的第一处理的结束的信息，并且在第二制造单元106-2处接收关于工件的第二处理的开始的信息。为此，第一制造单元106-1和第二制造单元106-2发送相应的信息。

计算装置102还可以形成用于根据关于结束的信息和关于开始的信息测量用于加工第一工件的第一过程的持续时间，并且将该持续时间用于确定在第二过程中用于第二工件的制造规程。由此自动地确定在第一制造单元106-1和第二制造单元106-2之间的运输时间并用于制造规程的确定。

另外，接口104可以形成用于接收在第一制造单元106-1处工件的第一加工的开始的信息。计算装置102可以形成用于根据关于开始的信息和关于结束的信息测量用于加工第一工件的第一过程的制造时间，并将该制造时间用于确定在第二过程中用于第二工件的制造规程。由此自动地确定在第一制造单元106-1中的加工时间。

在该示例中，所有制造单元106-1，...，106-4中的加工时间以及在所有制造单元106-1，...，106-4之间的传输时间通过以下方式建模。

T1 在制造单元106-1中的加工时间，

T2 在制造单元106-2中的加工时间，

T3 在制造单元106-3中的加工时间，

T4 在制造单元106-4中的加工时间。

T12 从制造单元106-1到制造单元106-2的运输时间，

T21 从制造单元106-2到制造单元106-1的运输时间，

T13 从制造单元106-1到制造单元106-3的运输时间，

T31 从制造单元106-3到制造单元106-1的运输时间，

T14 从制造单元106-1到制造单元106-4的运输时间，

T41 从制造单元106-4到制造单元106-1的运输时间，

T23 从制造单元106-2到制造单元106-3的运输时间，

T32 从制造单元106-3到制造单元106-2的运输时间，

T24 从制造单元106-2到制造单元106-4的运输时间，

T42 从制造单元106-4到制造单元106-2的运输时间，

T34 从制造单元106-3到制造单元106-4的运输时间，

T43 从制造单元106-4到制造单元106-3的运输时间。

在另一个示例中，也可以仅运输时间T1至T4以及T12、T23和T34建模(参见以下对图2的描述)。

在图2中以示例的方式示出了首先在第一制造单元106-1中以加工时间T-1、然后在第二制造单元106-2中以加工时间T-2、然后在第三制造单元106-3中以加工时间T-3并随后在第四制造单元106-4中以处理时间T-4进行工件的按顺序的加工。通过第一运输装置108-1从第一制造单元106-1到第二制造单元106-2以运输时间T-12、随后通过第二运输装置108-2从第二制造单元106-2到第三制造单元106-3以运输时间T-23、随后通过第三运输装置108-2从第三制造单元106-3到第四制造单元106-4以运输时间T-34按顺序地进行运输。工件在加工时间T-4期间移动到第四运输装置108-4。

在这种情况下，总加工时间为T＝T1+T12+T2+T23+T3+T34+T4。

对于其他的工件的顺序，总加工时间也类似地确定。无意义的顺序，即，例如不考虑不会导致以相应切割计划中设置的所有特性进行工件加工的顺序。

图3示出了用于加工工件的方法。该方法例如由在可编程逻辑控制器中运行的总应用程序控制。在该示例中，将制造单元106-1，...，106-4建模为总应用程序的模块。根据存储在可编程逻辑控制器中的制造订单生产工件。根据制造订单，如下地确定制造规程。

在步骤302中，进行用于优化制造订单的总应用程序的初始化。随后执行步骤304。

在步骤304中，从单个制造单元106-1，...，106-4的角度对用于评价解决方案的模块进行初始化。该模块以动态的方式加载。这些模块读取其建模的制造单元106-1，...，106-4的配置数据，并将配置数据用于以后的解决方案评估。配置数据包括制造参数。随后执行步骤306。

在步骤306中，确定针对第一制造单元106-1(在该示例中为仓库)的部分评价。为此从仓库数据库中读取仓库的当前状态。在仓库数据库中存储有关于可用的工件(在该示例中为板件)或其在堆垛中的顺序的信息。随后执行步骤308。

在步骤308中，确定针对第二制造单元106-2的部分评价。在该示例中，为锯进行切割计划的优化。例如，所有为了满足制造订单的切割计划在边角料和运行时间方面相互比较。例如在最小边角料或最小运行时间方面进行优化。随后执行步骤310。

在步骤310中，确定针对第三制造单元106-3的部分评价。在该示例中，为堆垛装饰进行对于可能的切割计划的部件流量的计算。随后执行步骤312。

在步骤312中，确定针对第四制造单元106-4的部分评价。在该示例中，为边缘处理装置进行对于可能的切割计划的可能的边缘处理顺序的计算。

随后执行步骤314。

在步骤314中，从可能的切割计划和可能的部件流量中产生随机的生产顺序。这些随机的生产顺序导致了对于各个运输单元106-1，...，106-4的不同的制造规程和不同的运输路线。不必使用所有制造单元106-1，...，106-4。还可以设置为，在不同的时间多次地使用相同的制造单元106-1，...，106-4。

作为解决方案，以下将描述达到期望的加工结果的生产顺序或制造规程。

部分评价用于待考虑的制造单元106-1，...，106-4或待考虑的制造规程。一个制造单元106-1，...，106-4可提供一个或多个部分评价。根据对加工过程进行建模的特定算法，在负责制造单元106-1，...，106-4的模块内进行部分评价的确定。在这种情况下考虑了制造参数，这些制造参数是由相应的制造单元106-1，...，106-4传输的。按照制造单元106-1，...，106-4中的一个的制造参数可以向其发送问询。该问询可以包含关于不同的工件或切割计划的信息。响应于该请求，例如在这种情况下例如发送关于不同的工件的制造参数的信息。也可以使用对制造参数的先前问询的历史数值。然后执行步骤316。

在步骤316中，通过以加权方式集合的部分评价来确定解决方案的总评价。加权因子可用于规定优化目标。即，在该示例中，以在不同的加工和运输的顺序的处理时间和运输时间作为部分评价加权。加工时间和匹配的运输时间组合成不同的总加工时间。

可以在不同的目标变量方面优化制造过程。

总吞吐量的最大化：

特别是在代表瓶颈的制造单元106-1，...，106-4中的最理想的加工方面优化制造顺序。由此产生了更高的总吞吐量。

操作者交互之间的平均间隔的最大化：

在操作者在制造单元106-1，...，106-4的必要出勤时间方面优化了制造顺序。由此可以总结任务，并因此为操作者提供更大的用于其他活动的自由度来。

边角料的减少：

可以在边角料减少方面优化制造过程。这通常以吞吐量为代价。

其他可能的目标变量：

能耗的减少，

工具磨损和机器磨损的减少，

运输时间的减少，

机器辅助时间的减少(工具更换过程中的停机时间的减少，由此概括了特定工具的任务)。

优选地，根据预定义的优化变量确定至少一个制造参数。优化变量包括例如作为目标变量的最大总吞吐量、操作者交互之间的平均间隔的最大化、废料的最小化(特别是在工件的边角料)、能耗的最小化和/或工具或机器磨损部分的最小化。

可由使用者实施各个目标变量的加权。因此可以例如根据订单情况调整制造过程。

然后执行步骤318。

在步骤318，检查是否已经达到一代解决方案的最大数量。当达到一代解决方案的预设最大数量时，结束优化。如果达到一代解决方案的最大数量则执行步骤320，否则执行步骤322。

在步骤322中，例如，通过将遗传操作算子(杂交、突变)应用于前一代的解决方案来产生新一代解决方案。加工时间和运输时间例如以加工和运输的不同的顺序用作新一代解决方案。

对于新一代解决方案，重复步骤304至318。

在步骤320中，通过从所有代的解决方案中选择具有最佳总评价的解决方案来选择最佳解决方案。然后，执行步骤324。

在步骤324中，针对最佳解决方案的加工和运输的顺序给出用于最佳解决方案的制造的制造规程，并且传输给制造单元106-1，...，106-4并开始制造。

随后，直到针对另一个制造订单的另一个优化开始时，结束该过程。

用于以能够预设的顺序在多个空间上间隔开和/或级联的制造单元106-1，...，106-4中加工工件的方法包括传输关于多个制造单元106-1，...，106-4中至少一个的至少一个制造参数的信息。该制造参数可以被检测作为历史数值或在进行的操作过程中测量。

根据该至少一个制造参数为多个制造单元106-1，...，106-4中至少一个确定制造规程。该制造规程指定了加工或运输的顺序并且将该顺序传输给至少一个制造单元106-1，...，106-4。