專(zhuān)利名稱(chēng)：在纖維產(chǎn)品生產(chǎn)流程中進(jìn)行任務(wù)控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在纖維產(chǎn)品生產(chǎn)流程中進(jìn)行任務(wù)控制的方法，以及一種按照權(quán)利要求12所述的實(shí)現(xiàn)此方法的設(shè)備。
纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)基本上是由纖維產(chǎn)品具備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)決定的。無(wú)論纖維產(chǎn)品是單根纖維還是纖維織品，某些對(duì)于應(yīng)用為特定的特性是必需的。因此，例如EP 0580071A2描述了合成纖維的生產(chǎn)流程，其中在流程中對(duì)纖維的生產(chǎn)質(zhì)量分別進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控。在這種情況下，一旦發(fā)生偏離，就可以在生產(chǎn)流程中進(jìn)行有選擇的方法修正。此時(shí)生產(chǎn)流程通常是由工業(yè)控制器監(jiān)測(cè)和控制的。
在實(shí)際中，將要生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品是由單個(gè)的生產(chǎn)任務(wù)所決定的。因此每一批量的纖維產(chǎn)品生產(chǎn)是基于生產(chǎn)任務(wù)的。在處理多個(gè)生產(chǎn)任務(wù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，尤其是在包含復(fù)雜處理步驟的纖維產(chǎn)品生產(chǎn)流程中，由于纖維產(chǎn)品在質(zhì)量上的波動(dòng)以及處理流程中斷，多種參數(shù)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)流程出現(xiàn)不可避免的故障。因此，例如在織紋紗的生產(chǎn)流程中，送入的合成紗線被拉伸或卷曲，纖維產(chǎn)品被分成不同的質(zhì)量等級(jí)A、B和C。因此，例如只有當(dāng)在生產(chǎn)流程中質(zhì)量等級(jí)B和C是無(wú)關(guān)緊要的或者根本不出現(xiàn)時(shí)，在目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是具有質(zhì)量等級(jí)為A的特定產(chǎn)品數(shù)量的生產(chǎn)任務(wù)才能盡可能有效地進(jìn)行生產(chǎn)。然而這是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槔缛绻诰€軸內(nèi)包含有從供線軸轉(zhuǎn)到儲(chǔ)線軸的轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的一個(gè)線結(jié)，則這個(gè)包含泡泡紗的線軸已經(jīng)被評(píng)定為質(zhì)量等級(jí)B。因此，對(duì)處理多個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行計(jì)劃幾乎是不可能的，或者需要很大的努力才有可能實(shí)現(xiàn)。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)流程中進(jìn)行任務(wù)控制的方法，以及一種用于實(shí)現(xiàn)這種方法的設(shè)備，利用該方法和設(shè)備可以對(duì)執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行計(jì)劃。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是考慮基礎(chǔ)生產(chǎn)任務(wù)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控。
根據(jù)本發(fā)明，上述目標(biāo)通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特性的方法和具有權(quán)利要求12所述特性的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的具有優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)通過(guò)各從屬權(quán)利要求的特征和特征組合來(lái)限定。
本發(fā)明的顯著特點(diǎn)是在商業(yè)流程和生產(chǎn)流程之間建立了智能連接。因此，當(dāng)在商業(yè)流程中確立了一個(gè)新的生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，可以馬上將當(dāng)時(shí)的狀況包括到生產(chǎn)流程中來(lái)。由于此目的，根據(jù)本發(fā)明，在由生產(chǎn)纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)所預(yù)先定義的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和基于生產(chǎn)流程所啟動(dòng)的生產(chǎn)流程的相應(yīng)實(shí)際狀態(tài)之間執(zhí)行一個(gè)實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估。在這種情況下，顯示出了與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的偏離，從而可以對(duì)生產(chǎn)流程中的當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)和后續(xù)的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行調(diào)整。
為了執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有一個(gè)主計(jì)劃控制單元。通過(guò)這個(gè)單元可以在一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)預(yù)先定義的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和該生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)之間執(zhí)行實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估。在這種情況下，計(jì)劃控制單元通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)連接鏈接到工業(yè)控制單元，從而為計(jì)劃控制單元提供確定實(shí)際狀態(tài)所需的數(shù)據(jù)。計(jì)劃控制單元可以在纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的計(jì)劃。纖維產(chǎn)品可以是單一的合成纖維，也可以是天然纖維和這些纖維的初級(jí)產(chǎn)品，或者是由這些纖維制成的平面最終產(chǎn)品，例如機(jī)織物、針織物或編織物。
在一個(gè)特別具有優(yōu)點(diǎn)的方法變體中，建議生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)由單位時(shí)間內(nèi)完成的纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量來(lái)確定，并且與纖維產(chǎn)品相關(guān)的和任務(wù)有關(guān)的實(shí)際值由纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量來(lái)計(jì)算，而差值由實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估、目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)所確定的預(yù)定生產(chǎn)任務(wù)的產(chǎn)品數(shù)量和/或生產(chǎn)時(shí)間來(lái)計(jì)算。因此，利用少量參數(shù)，就已經(jīng)可以在較早的時(shí)間控制和計(jì)劃生產(chǎn)任務(wù)。作為纖維產(chǎn)品部分?jǐn)?shù)量的一個(gè)基礎(chǔ)，單位時(shí)間可以與生產(chǎn)時(shí)間一同被預(yù)定為小時(shí)、天、星期或月。在這種情況下，隨著生產(chǎn)流程的進(jìn)展，分別累積生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量可以在每個(gè)單位時(shí)間后確定，并且成為計(jì)算實(shí)際值的基礎(chǔ)。
為了實(shí)現(xiàn)這種方法變體，設(shè)備的一種具有優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)至少在工業(yè)控制單元內(nèi)包括一個(gè)能夠確定單位時(shí)間內(nèi)完成的纖維產(chǎn)品部分?jǐn)?shù)量的裝置。這個(gè)裝置最好可由計(jì)算模塊組成，所述計(jì)算模塊執(zhí)行對(duì)傳輸?shù)焦I(yè)控制單元的連續(xù)記錄狀態(tài)變量的評(píng)估。在最簡(jiǎn)單的情況下，例如在熔融紡紗的工藝流程中，在完成的繞緊線軸上所進(jìn)行的重量檢查可以作為狀態(tài)變量來(lái)記錄，并在計(jì)算模塊中累加起來(lái)，作為預(yù)定單位時(shí)間內(nèi)完成的纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量。
然而，計(jì)劃控制單元也可以具有直接由狀態(tài)變量確定所要求的纖維產(chǎn)品部分?jǐn)?shù)量、并執(zhí)行實(shí)際值計(jì)算的裝置。
根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，由實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估得出的差值最好可以表示為生產(chǎn)時(shí)間差異，或者作為替代，表示為產(chǎn)品數(shù)量差異。如果必須為了完成生產(chǎn)任務(wù)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)所預(yù)定的產(chǎn)品數(shù)量，則實(shí)際值由單位時(shí)間、纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量和產(chǎn)品的數(shù)量計(jì)算得出。因此該實(shí)際值代表了預(yù)計(jì)完成生產(chǎn)的時(shí)間，在與預(yù)定生產(chǎn)時(shí)間的實(shí)際/目標(biāo)比較中，得出了生產(chǎn)時(shí)間的差異。因此，在進(jìn)行與完成生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)的計(jì)劃時(shí)、以及在后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)開(kāi)始時(shí)，必須對(duì)這種已確定的生產(chǎn)時(shí)間差異加以考慮。
如果由于特急的后續(xù)任務(wù)而必須實(shí)現(xiàn)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)所預(yù)定的生產(chǎn)時(shí)間，則差值可以表示為產(chǎn)品數(shù)量的差異。為此，實(shí)際值由纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量、單位時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算得出。因此該實(shí)際值代表了在生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)預(yù)計(jì)能夠生產(chǎn)出的產(chǎn)品數(shù)量。這樣，該實(shí)際/目標(biāo)比較得到了生產(chǎn)任務(wù)所必須考慮的產(chǎn)品數(shù)量差異。
在簡(jiǎn)單生產(chǎn)流程和工業(yè)設(shè)備的情況下，和任務(wù)有關(guān)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)最好可以通過(guò)一個(gè)操作單元人工輸入。但實(shí)際上，ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)控制單元被廣泛地用于商業(yè)流程控制中。當(dāng)一個(gè)任務(wù)確立后，目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)能夠在商業(yè)流程層次上直接自動(dòng)化和轉(zhuǎn)發(fā)將是特別有利的。因此通過(guò)ERP控制單元輸入和任務(wù)有關(guān)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是特別有利的。
為了實(shí)現(xiàn)該方法變體，設(shè)備的一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)是被設(shè)計(jì)為使計(jì)劃控制單元具有用于和手工操作單元相連接的接口，和/或用于和ERP控制單元相連接的接口。因此在計(jì)算出的實(shí)際值和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)之間的復(fù)核可以在任何時(shí)候在計(jì)劃控制單元中執(zhí)行。
為了能夠在計(jì)劃中持續(xù)地考慮與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的偏離，可以通過(guò)操作單元上的顯示器、或者最好通過(guò)ERP控制單元上的追蹤系統(tǒng)來(lái)顯示差值。在后一種情況下，在ERP控制單元中可以有利地以自動(dòng)的方式同時(shí)對(duì)后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)的影響加以考慮，使得在每一種情況下都能更新商業(yè)流程。
為此，設(shè)備的一種具有優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)是在計(jì)劃控制單元內(nèi)包括一種用于生成差值的裝置。假定計(jì)算出的實(shí)際值和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)有相同的基礎(chǔ)，則差值已經(jīng)可以通過(guò)一種簡(jiǎn)單的比較模塊計(jì)算出來(lái)。然后差異值可以被轉(zhuǎn)發(fā)給ERP控制單元或經(jīng)由計(jì)劃控制單元的接口轉(zhuǎn)發(fā)給操作單元。然后該差值可導(dǎo)致對(duì)隨后要處理的生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的修正的啟動(dòng)，或者對(duì)后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正。
基本上，這樣的后續(xù)的生產(chǎn)任務(wù)也可以在目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和差值之間進(jìn)行復(fù)核后直接進(jìn)入計(jì)劃控制單元，生成一個(gè)與后續(xù)任務(wù)相匹配的流程計(jì)劃。這樣的流程計(jì)劃可以進(jìn)入ERP控制單元，例如允許進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)劃。這樣還有利地創(chuàng)造了下述可能性通過(guò)修正當(dāng)前所處理的生產(chǎn)任務(wù)或后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，從而在商業(yè)流程環(huán)境下考慮不可接受的偏差。更新后的實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估可以在商業(yè)流程層次上得出可能與主標(biāo)準(zhǔn)相匹配的新的處理計(jì)劃。
因此，計(jì)劃控制單元包括一個(gè)用于確定處理計(jì)劃的裝置的設(shè)備改進(jìn)對(duì)于為進(jìn)一步處理生產(chǎn)任務(wù)提出建議是特別有利的。特別地，這可以控制在生產(chǎn)流程中被加工為纖維產(chǎn)品的初級(jí)產(chǎn)品的供應(yīng)。由計(jì)劃控制單元生成的處理計(jì)劃被包含在商業(yè)流程中，這樣使得高度靈活地執(zhí)行和完成大量多種生產(chǎn)任務(wù)成為可能。在這種情況下，生產(chǎn)流程也可以被劃分為多個(gè)互相獨(dú)立運(yùn)作的子生產(chǎn)流程。
由于復(fù)雜的生產(chǎn)流程，多種機(jī)器和產(chǎn)品參數(shù)將影響所要生產(chǎn)出來(lái)的纖維產(chǎn)品。因此，例如在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中一根線斷了會(huì)導(dǎo)致紡絲頭處的生產(chǎn)中斷。由于在線斷的時(shí)候，繞緊的線軸沒(méi)有所需的線軸重量或線軸直徑，在確定纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量時(shí)，這樣的線軸例如僅被認(rèn)為是質(zhì)量等級(jí)C。然而為了能為產(chǎn)品任務(wù)確定纖維產(chǎn)品的參考部分?jǐn)?shù)量，需要其他狀態(tài)變量，如纖維的質(zhì)量。因此，關(guān)于纖維產(chǎn)品和/或執(zhí)行處理步驟的機(jī)器的一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)變量被記錄的方法變體特別適用于在復(fù)雜產(chǎn)品處理的情況下執(zhí)行自動(dòng)計(jì)劃。為此，纖維產(chǎn)品的參考部分?jǐn)?shù)量通過(guò)狀態(tài)變量來(lái)確定。
為了盡可能充分地利用生產(chǎn)設(shè)備，使用了這樣的方法變體其中由多個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的多個(gè)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行與計(jì)算出的實(shí)際值的連續(xù)復(fù)核，在這種情況下，根據(jù)復(fù)核結(jié)果開(kāi)始為后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)提供初級(jí)產(chǎn)品。在這種情況下，通過(guò)例如可設(shè)定的優(yōu)先級(jí)來(lái)預(yù)先定義特別計(jì)劃算法。
下面參考一些作為示例的實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
圖中

圖1以示意形式示出了采用根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)控制系統(tǒng)的纖維產(chǎn)品生產(chǎn)流程的第一個(gè)示例性實(shí)施例圖2以示意形式示出了用于確定生產(chǎn)任務(wù)差值的實(shí)例圖3以示意形式示出了用于確定生產(chǎn)任務(wù)差值的另一個(gè)實(shí)例圖4以示意形式示出了用于監(jiān)控生產(chǎn)任務(wù)的一個(gè)示例性實(shí)施例的信號(hào)流圖5以示意形式示出了用于監(jiān)控生產(chǎn)任務(wù)的另一個(gè)示例性實(shí)施例圖6以示意形式示出了具有根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)控制系統(tǒng)的纖維產(chǎn)品多階段生產(chǎn)流程根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)控制方法和根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備均在圖1中參考熔融紡紗生產(chǎn)流程的一個(gè)示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。
在該生產(chǎn)流程中，多根熱塑性材料的線被紡出并纏繞成線軸。為此，熱塑性材料在顆粒物預(yù)備系統(tǒng)1中被預(yù)先處理。顆粒物預(yù)備系統(tǒng)1主要包括一個(gè)具有加熱系統(tǒng)3的干燥機(jī)2和一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)4。提供了一個(gè)機(jī)器控制器5.1來(lái)控制顆粒物預(yù)備系統(tǒng)1。經(jīng)測(cè)量和干燥的顆粒物被輸送到一個(gè)熔融物預(yù)備系統(tǒng)6。熔融物預(yù)備系統(tǒng)6主要包括一個(gè)擠壓機(jī)7，顆粒物通過(guò)一個(gè)填料斗頸8輸送到這個(gè)擠壓機(jī)7。在擠壓機(jī)7內(nèi)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)擠壓螺桿，使得顆粒物融化，并在擠壓機(jī)7的出口處經(jīng)由一個(gè)熔融線9流出。熔融物預(yù)備系統(tǒng)6由機(jī)器控制器5.2來(lái)監(jiān)測(cè)和控制。
提供了一個(gè)紡織設(shè)備10、一個(gè)處理設(shè)備15以及一個(gè)纏繞設(shè)備17用于對(duì)線進(jìn)行熔融紡紗、處理及纏繞。紡織設(shè)備10具體包括多個(gè)紡絲泵11，這個(gè)紡絲泵把熔融物供應(yīng)給多個(gè)紡絲頭12。每個(gè)紡絲頭12包括多個(gè)噴絲口，圖1中所示的每個(gè)紡絲頭只有一個(gè)噴絲口。剛剛擠壓出來(lái)的線然后由紡絲頭下面的冷卻設(shè)備13進(jìn)行冷卻。
在這個(gè)示例性實(shí)施例中，處理設(shè)備15包括兩個(gè)對(duì)線進(jìn)行拉伸的滾軸單元16.1和16.2。
纏繞設(shè)備17對(duì)于每個(gè)紡絲頭包括至少一個(gè)纏繞紡錘18，在纏繞紡錘的周邊同時(shí)形成多個(gè)線軸19。這樣每根線20被纏繞起來(lái)分別形成一個(gè)線軸19。
對(duì)于每一個(gè)紡絲頭，紡織設(shè)備10、處理設(shè)備15和纏繞設(shè)備17由紡絲頭控制器14來(lái)監(jiān)測(cè)和控制。在這種情況下，大部分紡絲頭控制器14通過(guò)一個(gè)總線系統(tǒng)耦合到一個(gè)主機(jī)器控制器5.3。
機(jī)器控制器5.1、5.2和5.3被連接到一個(gè)工業(yè)控制單元22。這個(gè)工業(yè)控制單元22用來(lái)控制和監(jiān)測(cè)從初級(jí)產(chǎn)品到纖維成品的整個(gè)生產(chǎn)流程。在顆粒物預(yù)備系統(tǒng)1、熔融物預(yù)備系統(tǒng)6、紡織設(shè)備10、處理設(shè)備15和纏繞設(shè)備17中所使用的、用來(lái)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程的傳感器裝置在這里沒(méi)有詳細(xì)地闡述或說(shuō)明。例如DE 19911704A1描述了一種用于生產(chǎn)合成線的工藝流程，其中公開(kāi)了一種用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品和機(jī)器參數(shù)的系統(tǒng)。在此范圍內(nèi)，對(duì)該引用的公開(kāi)文獻(xiàn)進(jìn)行參考。
工業(yè)控制單元22通過(guò)數(shù)據(jù)連接24連接到主計(jì)劃控制單元23。主計(jì)劃控制單元23具有一個(gè)接口25，通過(guò)這個(gè)接口將一個(gè)ERP控制單元26連接到主計(jì)劃控制單元23。這個(gè)ERP控制單元26例如為了確立和安排生產(chǎn)任務(wù)的目的，用來(lái)映射商業(yè)流程。在這種情況下可以使用標(biāo)準(zhǔn)的PPS軟件系統(tǒng)。
在圖1描述的生產(chǎn)流程的示例性實(shí)施例的情況下，所生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品是纏繞在線軸上的合成線。在這種情況下，生產(chǎn)流程是基于至少?zèng)Q定了要生產(chǎn)的線或線軸數(shù)量的生產(chǎn)任務(wù)。這樣的生產(chǎn)任務(wù)作為一種商業(yè)流程在ERP控制單元26中確立，從而啟動(dòng)生產(chǎn)流程。為了在任務(wù)生產(chǎn)過(guò)程中能夠?qū)ιa(chǎn)任務(wù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，使用了提供給工業(yè)控制單元22的生產(chǎn)流程的狀態(tài)變量，以確定關(guān)于要生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品的相應(yīng)生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)際狀態(tài)，并將其提供給計(jì)劃控制單元23。在計(jì)劃控制單元23中，和生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)的實(shí)際值是由生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)推算出來(lái)的。推算出來(lái)的實(shí)際值構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)于由ERP控制單元26預(yù)先確定的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的比較值。在實(shí)際值和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)之間執(zhí)行的實(shí)際/目標(biāo)估計(jì)得到了一個(gè)差值，這個(gè)差值直接表明了生產(chǎn)任務(wù)是否滿(mǎn)足了預(yù)定的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。由計(jì)劃控制單元23通過(guò)相應(yīng)存儲(chǔ)的算法所確定的偏差被提供給ERP控制單元26。商業(yè)流程的復(fù)核、以及尤其是生產(chǎn)任務(wù)的復(fù)核就成為了可能。
由于生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)通常是以一定的產(chǎn)品數(shù)量或者生產(chǎn)時(shí)間的規(guī)范形式所預(yù)定的，或者通過(guò)產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)時(shí)間這兩者的規(guī)范所預(yù)定的，生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)往往基于單位時(shí)間內(nèi)完成的纖維產(chǎn)品部分?jǐn)?shù)量來(lái)決定。圖2示出了一種用于形成差值的示例性實(shí)施例，例如可以在計(jì)劃控制單元23利用適當(dāng)?shù)难b置和所存儲(chǔ)的算法來(lái)執(zhí)行。在圖2的例子中，所示的時(shí)間軸用附圖標(biāo)記t來(lái)表示。這種情況下，目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)時(shí)間為tE。在生產(chǎn)時(shí)間tE內(nèi)，要生產(chǎn)出來(lái)的纖維產(chǎn)品數(shù)量由目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。在這種情況下目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)任務(wù)有關(guān)，并被提供給計(jì)劃控制單元。在生產(chǎn)流程中，在一個(gè)大大小于總生產(chǎn)時(shí)間tE的時(shí)間ti內(nèi)的一個(gè)時(shí)刻，生產(chǎn)流程的即時(shí)實(shí)際狀態(tài)考慮到將要生產(chǎn)出來(lái)的纖維產(chǎn)品數(shù)量而確定。包含在工業(yè)控制單元22內(nèi)的數(shù)據(jù)為了這個(gè)目的被提供給計(jì)劃控制單元。這種情況下的單位時(shí)間是從生產(chǎn)流程開(kāi)始一直到時(shí)刻ti的時(shí)間周期?，F(xiàn)在在計(jì)劃控制單元中利用該實(shí)際狀態(tài)執(zhí)行和生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)的實(shí)際值推算。這樣，直到時(shí)刻ti為止已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)的生產(chǎn)部分?jǐn)?shù)量與總產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行比較。該產(chǎn)品數(shù)量和部分產(chǎn)品數(shù)量的商，乘上單位時(shí)間，就給出了生產(chǎn)時(shí)間的實(shí)際值。生產(chǎn)時(shí)間的實(shí)際值在圖2中用附圖標(biāo)記tE actual來(lái)表示。很明顯，對(duì)于生產(chǎn)任務(wù)的要求，該生產(chǎn)時(shí)間tE不能得到滿(mǎn)足，而是超出了一個(gè)差值，這里是一個(gè)生產(chǎn)時(shí)間差。這個(gè)生產(chǎn)時(shí)間差通過(guò)計(jì)劃控制單元被提供給ERP控制單元，從而可以進(jìn)行商業(yè)流程優(yōu)化、或者修改生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、或者延遲后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)。
圖3示出了用于監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)任務(wù)的另一個(gè)示例性實(shí)施例。在這種情況下示出了產(chǎn)品數(shù)量軸M。該圖中示出了最大產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)時(shí)間形式的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品數(shù)量用附圖標(biāo)記Mi來(lái)表示。已完成的纖維產(chǎn)品的部分產(chǎn)品數(shù)量Mi在生產(chǎn)流程中盡可能早的時(shí)刻被確定下來(lái)。然后在計(jì)劃控制單元中推算出生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)就可以，以獲得一個(gè)與要執(zhí)行的生產(chǎn)任務(wù)有關(guān)的實(shí)際值。為此，分配給纖維產(chǎn)品部分?jǐn)?shù)量的單位時(shí)間與最大生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行比較。總產(chǎn)品數(shù)量的實(shí)際值由生產(chǎn)時(shí)間和單位時(shí)間的商再乘上纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量得到。在圖中，產(chǎn)品數(shù)量的實(shí)際值用附圖標(biāo)記ME actual來(lái)表示。在這種情況下，識(shí)別出由目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)所確定的總產(chǎn)品數(shù)量ME和產(chǎn)品數(shù)量的實(shí)際值ME actual之間的差。這個(gè)產(chǎn)品數(shù)量的差值表明了如果觀測(cè)到最大生產(chǎn)時(shí)間，生產(chǎn)流程的即時(shí)實(shí)際狀態(tài)將導(dǎo)致較少的產(chǎn)品實(shí)際數(shù)量。這個(gè)產(chǎn)品數(shù)量差值通過(guò)計(jì)劃控制單元被提供給ERP控制單元。
圖2和圖3中所示的用于監(jiān)控生產(chǎn)任務(wù)的示例性實(shí)施例已經(jīng)可以應(yīng)用于簡(jiǎn)單的生產(chǎn)流程，其中只連續(xù)地記錄已生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量。這樣的系統(tǒng)也可以被設(shè)計(jì)為不連接到ERP控制單元的直接系統(tǒng)。在這樣的情況下，計(jì)劃控制單元最好具有一個(gè)用于連接操作單元的接口。操作單元27在圖1中示出。在這種情況下，操作單元27經(jīng)由數(shù)據(jù)連接實(shí)現(xiàn)的連接用虛線表示。
無(wú)論與ERP控制單元或生產(chǎn)操作單元之間是否存在連接，計(jì)劃控制單元和工業(yè)控制單元的協(xié)作對(duì)于監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)任務(wù)來(lái)說(shuō)都是必不可少的。為此，圖4以示意方式示出了第一個(gè)示例性的實(shí)施例。工業(yè)控制單元22通過(guò)總線連接31連接到生產(chǎn)流程機(jī)器控制器，并通過(guò)數(shù)據(jù)連接24連接到計(jì)劃控制單元23。通過(guò)總線連接31傳輸?shù)牧鞒?、產(chǎn)品和機(jī)器參數(shù)在工業(yè)控制單元22中被區(qū)分開(kāi)來(lái)。一方面，在工業(yè)控制單元內(nèi)，流程、產(chǎn)品和機(jī)器參數(shù)被提供給一個(gè)可監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)流程的控制模塊32。另一部分參數(shù)被直接轉(zhuǎn)發(fā)給主計(jì)劃控制單元23。在計(jì)劃控制單元23中，這些參數(shù)又被提供給計(jì)算模塊33，在這個(gè)計(jì)算模塊中確認(rèn)生產(chǎn)流程的即時(shí)實(shí)際狀態(tài)。在計(jì)算模塊33中由這個(gè)生產(chǎn)流程的即時(shí)狀態(tài)進(jìn)行推算，以得到實(shí)際值。然后這個(gè)實(shí)際值被提供給一個(gè)比較模塊34，以執(zhí)行實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估。為此，與任務(wù)相關(guān)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)也被提供給比較模塊34。實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估被用來(lái)得出一個(gè)差值，這個(gè)差值被提供給一個(gè)輸出單元36。在這種情況下，輸出單元36可以與ERP控制單元或操作單元相結(jié)合。
圖5示出了用于監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)任務(wù)的一個(gè)信號(hào)流的另一個(gè)示例性實(shí)施例。根據(jù)圖5的示例性實(shí)施例與根據(jù)圖4的示例性實(shí)施例基本相同，下面僅說(shuō)明了其中的差別。
在根據(jù)圖5的示例性實(shí)施例的情況下，工業(yè)控制單元22包括控制模塊32和計(jì)算模塊35。由產(chǎn)品、流程和機(jī)器參數(shù)，計(jì)算模塊35確定出生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)，并將其提供給計(jì)劃控制單元23。計(jì)劃控制單元23包含一個(gè)計(jì)算模塊33和一個(gè)比較模塊34，用于由實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估獲得差值。在計(jì)劃控制單元23中提供了一個(gè)計(jì)劃模塊37。所述差值被提供給這個(gè)計(jì)劃模塊37。存儲(chǔ)在計(jì)劃模塊37中的一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)給定的計(jì)劃算法與當(dāng)前差值進(jìn)行比較，被轉(zhuǎn)換為一個(gè)流程計(jì)劃，并被轉(zhuǎn)發(fā)。這樣，在ERP控制單元內(nèi)，一個(gè)提議可以被直接轉(zhuǎn)換為一個(gè)流程計(jì)劃，或者也可以通過(guò)修正生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)使各個(gè)提議適應(yīng)于現(xiàn)有的序列。在這種情況下尤其有利的是，初級(jí)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)可以同時(shí)得到控制。因此，例如各個(gè)產(chǎn)品任務(wù)中所需的初級(jí)產(chǎn)品供應(yīng)可以通過(guò)流程計(jì)劃實(shí)現(xiàn)，通過(guò)這種方式可以達(dá)到機(jī)器產(chǎn)能的高利用率。
圖6以示意方式示出了采用根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)流程的另一個(gè)示例性實(shí)施例。在這種情況下，整個(gè)生產(chǎn)流程總共包括三個(gè)子流程。在第一個(gè)子流程中產(chǎn)生熱塑性顆粒。顆粒生產(chǎn)流程用附圖標(biāo)記28來(lái)表示。在紡絲流程29中，由先前產(chǎn)生的顆粒紡織出大量的合成線。在第三流程中，即所謂的輪胎簾索生產(chǎn)流程30，這些線通過(guò)卷纜被進(jìn)一步處理，以形成輪胎簾索。子流程28、29、30中的每一個(gè)分別由工業(yè)控制單元22.1、22.2和22.3進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。工業(yè)控制單元22.1、22.2和22.3經(jīng)由數(shù)據(jù)連接24.1、24.2、24.3并行連接到計(jì)劃控制單元23。計(jì)劃控制單元23耦合到一個(gè)ERP控制單元26。
在圖6所示示例性實(shí)施例的情況下，要生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品與輪胎簾索有關(guān)。對(duì)于產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)時(shí)間，在這種情況下考慮到了三個(gè)子流程。第一個(gè)和第二個(gè)子流程的中間產(chǎn)品數(shù)量對(duì)于纖維產(chǎn)品的最終成品數(shù)量來(lái)說(shuō)是非常重要的。例如如果在第一子流程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了導(dǎo)致所需顆粒質(zhì)量缺陷的問(wèn)題，其結(jié)果就是整個(gè)處理流程鏈被提升，因?yàn)槔缰挥匈|(zhì)量等級(jí)為A的顆粒才被用于紡線流程。為了記錄所有這些子流程對(duì)于產(chǎn)品任務(wù)的影響和相互作用，在計(jì)劃控制單元23中輸入關(guān)于每個(gè)子流程和最終纖維產(chǎn)品的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，可以在計(jì)劃控制單元23中針對(duì)每個(gè)子進(jìn)程執(zhí)行實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估，從而將生產(chǎn)任務(wù)首先劃分成單個(gè)的子任務(wù)，這些子任務(wù)將要相繼完成。由每個(gè)子進(jìn)程的實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估，可以確定對(duì)整個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的影響，這作為差值被轉(zhuǎn)發(fā)。從而可以執(zhí)行重疊的生產(chǎn)任務(wù)。
附圖標(biāo)記列表1顆粒物預(yù)備系統(tǒng)2干燥機(jī)3加熱系統(tǒng)4測(cè)量系統(tǒng)5，5.1，5.2，5.3 機(jī)器控制器6熔融物預(yù)備系統(tǒng)7擠壓機(jī)8填料斗頸9熔融線10 紡線設(shè)備11 紡絲泵12 紡絲頭13 冷卻設(shè)備14 紡絲頭控制器15 處理設(shè)備16.1，16.2 滾筒單元17 纏繞設(shè)備18 線錠19 線軸20 線22，22.1，22.2，22.3 工業(yè)控制單元23 計(jì)劃控制單元24，24.1，24.2，24.3 數(shù)據(jù)連接25 接口26 ERP控制單元27 操作單元28 顆粒生產(chǎn)流程
29 紡線流程30 輪胎簾索生產(chǎn)流程31 總線連接32 控制模塊33 計(jì)算模塊34 比較模塊35 計(jì)算模塊36 輸出單元37 計(jì)劃模塊
權(quán)利要求
1.用于在纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)流程中進(jìn)行任務(wù)控制方法，在所述生產(chǎn)流程中提供了至少一種初級(jí)產(chǎn)品，并且進(jìn)一步處理成纖維產(chǎn)品，其中進(jìn)一步處理的各個(gè)處理步驟由機(jī)器來(lái)執(zhí)行，其中生產(chǎn)流程的過(guò)程由生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定，并且其中記錄生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)，在由生產(chǎn)任務(wù)預(yù)先確定的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)之間進(jìn)行實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估，并顯示與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的偏離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)由單位時(shí)間內(nèi)完成的纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量來(lái)確定，關(guān)于纖維產(chǎn)品的、和任務(wù)有關(guān)的實(shí)際值由纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量計(jì)算出來(lái)，并由實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估得出一個(gè)差值，對(duì)于預(yù)先確定的生產(chǎn)任務(wù)的產(chǎn)品數(shù)量和/或生產(chǎn)時(shí)間由目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，實(shí)際值由單位時(shí)間、纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量和產(chǎn)品數(shù)量計(jì)算出來(lái)，實(shí)際/目標(biāo)比較得到一個(gè)生產(chǎn)時(shí)間差作為差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，實(shí)際值由纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量、單位時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算出來(lái)，實(shí)際/目標(biāo)比較得到一個(gè)產(chǎn)品數(shù)量差作為差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，和任務(wù)有關(guān)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)操作單元或者通過(guò)ERP控制單元人工輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述差值通過(guò)操作單元上的顯示器或者通過(guò)ERP控制單元上的追蹤系統(tǒng)來(lái)顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，在目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和與多個(gè)后續(xù)生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)的差值之間進(jìn)行復(fù)核，由復(fù)核結(jié)果得出處理計(jì)劃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，在沒(méi)有滿(mǎn)足目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對(duì)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正，由更新后的實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估得到一個(gè)新的處理計(jì)劃。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，記錄關(guān)于纖維產(chǎn)品和/或執(zhí)行處理步驟的機(jī)器的一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)變量，通過(guò)這些狀態(tài)變量來(lái)確定纖維產(chǎn)品的局部數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，定義多個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的多個(gè)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)一種計(jì)劃算法來(lái)復(fù)核目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際值，并根據(jù)復(fù)核結(jié)果啟動(dòng)用于后續(xù)任務(wù)的初級(jí)產(chǎn)品供給。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過(guò)關(guān)于產(chǎn)品特性和產(chǎn)品質(zhì)量的規(guī)范來(lái)補(bǔ)充目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。
12.用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，具有用于由至少一種初級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)出纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)車(chē)間，包括多臺(tái)機(jī)器(1，6，10，15，17)，并具有經(jīng)由控制和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(31)連接到機(jī)器(1，6，10，15，17)的工業(yè)控制單元(22)，其特征在于，提供了一個(gè)主計(jì)劃控制單元(23)，用于執(zhí)行由生產(chǎn)任務(wù)預(yù)先確定的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)處理的實(shí)際狀態(tài)之間的實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估，計(jì)劃控制單元(23)經(jīng)由數(shù)據(jù)連接耦合到工業(yè)控制單元(22)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于，工業(yè)控制單元(22)具有一個(gè)可確定單位時(shí)間內(nèi)完成的纖維產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)量的裝置(33)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的設(shè)備，其特征在于，計(jì)劃控制單元(23)具有一個(gè)與手工操作單元(27)相連接的接口(25)和/或與ERP控制單元(26)相連接的接口，通過(guò)所述接口可以確立生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，計(jì)劃控制單元(23)具有一個(gè)用于生成由生產(chǎn)任務(wù)預(yù)先確定的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)處理的實(shí)際狀態(tài)之間的實(shí)際/目標(biāo)評(píng)估所得到的差值的裝置(34)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，計(jì)劃控制單元具有另外的用于確定帶有初級(jí)產(chǎn)品供應(yīng)和進(jìn)一步處理的時(shí)間序列的規(guī)范的生產(chǎn)計(jì)劃的裝置(37)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，計(jì)劃控制單元(23)連接到一個(gè)用于可視顯示數(shù)據(jù)和處理計(jì)劃的輸出單元(36)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其特征在于，所述輸出單元(36)與操作單元(27)或者與ERP控制單元(26)相結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)流程中進(jìn)行任務(wù)管理的方法和設(shè)備，其中提供了至少一種初級(jí)產(chǎn)品，并且加工形成纖維產(chǎn)品；由機(jī)器所執(zhí)行的處理步驟和生產(chǎn)流程的過(guò)程被監(jiān)測(cè)和控制。所述本發(fā)明的目的是管理和監(jiān)控生產(chǎn)流程所基于的生產(chǎn)任務(wù)。所述目的這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)其中在由生產(chǎn)任務(wù)預(yù)先確定的設(shè)定值和生產(chǎn)流程的實(shí)際狀態(tài)之間進(jìn)行比較。從而確定并顯示與該設(shè)定值的偏離。
文檔編號(hào)D01D13/00GK1890410SQ200480036159
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者賴(lài)因哈德·米倫梅斯特, 約爾格·格羅斯, 迪爾克·蘇倫 申請(qǐng)人:蘇拉有限及兩合公司