專(zhuān)利名稱(chēng)：將制造裝置的空間結(jié)構(gòu)輸入計(jì)算機(jī)輔助的規(guī)劃程序中的方法和其優(yōu)化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將共同形成生產(chǎn)車(chē)間的制造裝置的空間結(jié)構(gòu)輸入計(jì)算機(jī)輔助的規(guī)劃程序中的方法和其優(yōu)化。在該方法中，由一些例如可以由產(chǎn)品的加工機(jī)床組成的制造裝置產(chǎn)生二維或三維的按比例的、至少就其實(shí)體的面積需要量而言與原物一致的模型。借助這些模型可以在平面的底板上制造生產(chǎn)車(chē)間的模型結(jié)構(gòu)。然后，用傳感器檢測(cè)模型結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選使用圖像傳感器，例如CCD-相機(jī)。然后，基于由所述傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)規(guī)劃程序來(lái)計(jì)算模型的位置并且與制造裝置的數(shù)據(jù)記錄在規(guī)劃程序中關(guān)聯(lián)到一起。模型的識(shí)別可以在此例如通過(guò)適合的圖像處理與隨后的圖案比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
廣義上，組織結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)理解為生產(chǎn)車(chē)間，這由至少兩個(gè)制造裝置組成。對(duì)此，例如 可以指包含多個(gè)機(jī)器的制造室。但整個(gè)車(chē)間，甚至整個(gè)工廠也例如可以表示為生產(chǎn)車(chē)間，甚至整個(gè)工廠表示為模型。廣義上，所有為制造所需的空間單元應(yīng)當(dāng)理解為制造裝置。狹義上包括用于加工產(chǎn)品的機(jī)器，但同樣包括用于在不同機(jī)器之間輸送產(chǎn)品的裝置以及其他的在生產(chǎn)車(chē)間中需要的空間裝置。其他的空間裝置例如可以理解為車(chē)間主任的辦公室、工人的走道、材料的倉(cāng)儲(chǔ)面積等。本身眾所周知，將生產(chǎn)車(chē)間、例如車(chē)間描述為模型。這種模型可以尤其在規(guī)劃階段中有助于參與規(guī)劃的當(dāng)事人的想象力。作為備選，提供計(jì)算機(jī)輔助的用于工廠規(guī)劃的規(guī)劃工具，例如該規(guī)劃工具在2008的公司樣本中通過(guò)公司Fujitsu以商標(biāo)名GLOVIA供應(yīng)。該計(jì)算機(jī)輔助的規(guī)劃工具要求輸入制造裝置的虛擬的三維模型以及生產(chǎn)車(chē)間的空間實(shí)情。然后，這樣產(chǎn)生的模型在虛擬的周?chē)h(huán)境中組織起來(lái)并且模擬制造流程，以便可以推斷已規(guī)劃的生產(chǎn)車(chē)間的功能適宜性。既借助真實(shí)的模型結(jié)構(gòu)又借助計(jì)算機(jī)輔助的、生產(chǎn)車(chē)間的模擬可以實(shí)施優(yōu)化過(guò)程，該優(yōu)化過(guò)程允許在生產(chǎn)車(chē)間建造之前優(yōu)化制造流程以及空間需求和其他的方面。在此，真實(shí)的模型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，為工廠規(guī)劃人員存在直觀的接口。另一方面，計(jì)算機(jī)輔助的規(guī)劃程序的優(yōu)點(diǎn)是，制造流程的模擬更容易發(fā)生，并且在模型形成時(shí)除了空間數(shù)據(jù)外還可以處理其他的數(shù)據(jù)。為了在上述的規(guī)劃程序中可以建立生產(chǎn)車(chē)間的模擬，必須已知也就是用于各自待規(guī)劃的應(yīng)用情況的框架條件。包括可以已經(jīng)存在(優(yōu)化任務(wù))或還要制造(規(guī)劃任務(wù))的、生產(chǎn)車(chē)間的空間情況和要使用的制造裝置的特性。數(shù)據(jù)可以已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便可以與規(guī)劃程序比較簡(jiǎn)單地關(guān)聯(lián)到一起。但必須將還未具備的數(shù)據(jù)輸入規(guī)劃程序中，由此，需要耗費(fèi)工廠規(guī)劃人員的精力。為了簡(jiǎn)化將數(shù)據(jù)輸入至規(guī)劃系統(tǒng)中的耗費(fèi)，按US2002/0107674A1建議，制造裝置的模型例如可以配有適宜識(shí)別單獨(dú)的模型的二維標(biāo)記。借助該標(biāo)記，例如可以通過(guò)光學(xué)的識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出單獨(dú)的制造裝置的身份。此外可行的是，識(shí)別其定向。借助更大計(jì)算耗費(fèi)，也可以將模型本身用作標(biāo)記，其中，它必須通過(guò)適合的光學(xué)識(shí)別方法識(shí)別出。按美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US4, 700，317記載一種例如工廠的用于布局規(guī)劃的程序,其中，除了制造裝置實(shí)際的面積需要量外還可以考慮更大的、相關(guān)面積需要量。它通過(guò)該程序自動(dòng)地識(shí)別，并且在生成布局的建議時(shí)被考慮。在制定了考慮制造裝置的相關(guān)面積需要量的建議之后，將該建議輸出給適合的輸出裝置。在此，示出了單獨(dú)的制造裝置的面積需要量，其中，相關(guān)面積需要量更大的制造裝置具有相應(yīng)更大的、到相鄰制造裝置的距離。用哪種方式將單獨(dú)的制造裝置的相關(guān)面積需要量的考慮詳細(xì)地加入建議的規(guī)劃結(jié)果中，不能從輸出中獲知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種用于將生產(chǎn)車(chē)間的制造裝置的相互配合輸入到計(jì)算機(jī)輔助的規(guī)劃程序中的方法，其中，用于輸入的方法應(yīng)當(dāng)比較合理地實(shí)現(xiàn)下列優(yōu)化步驟。 該技術(shù)問(wèn)題用開(kāi)頭所述的方法按本發(fā)明通過(guò)下列措施解決。制造裝置的數(shù)據(jù)記錄也具有關(guān)于制造裝置的相關(guān)面積需要量的數(shù)據(jù)，其中，相關(guān)面積需要量超過(guò)實(shí)體的面積需要量。確定的制造裝置的相關(guān)面積需要量出于不同的原因可以超過(guò)制造裝置實(shí)際的(空間的)面積需要量。例如必須確保工作人員的可接近性，從而必須在兩個(gè)制造裝置之間保持一定的距離。此外，待加工的工件也可以具有在安裝制造裝置時(shí)必須考慮的空間需求。也就是必須確保，例如可以通過(guò)供應(yīng)系統(tǒng)提供工件。也可以考慮其他的理由，因此，制造裝置實(shí)際的面積需要量更大(例如維修區(qū)入口)。在按本發(fā)明的方法中還規(guī)定，算出相鄰制造裝置各自的相關(guān)面積需要量的交叉。然后通過(guò)輸出設(shè)備顯示這些交叉。交叉可以以不同的方式顯示。相關(guān)面積需要量例如可以圍繞制造裝置通過(guò)一個(gè)適合染色的面積表示。然后，這些交叉被識(shí)別為在相鄰的實(shí)際面積需要量標(biāo)記之間的相交面積。但這些交叉也可以通過(guò)這樣顯示，輸出設(shè)備在交叉的區(qū)域內(nèi)示出危險(xiǎn)符號(hào)或箭頭作為如何可以避免交叉的建議。因此，通過(guò)按本發(fā)明的方法，用比較有效的方式可以修正在三維模型中有缺陷的工廠規(guī)劃過(guò)程。工廠規(guī)劃人員通過(guò)設(shè)立模型而進(jìn)行的直觀輸入產(chǎn)生可以說(shuō)計(jì)算機(jī)輔助的工廠規(guī)劃系統(tǒng)的反饋?zhàn)鳛檩敵?，該反饋通過(guò)考慮適合的數(shù)據(jù)記錄立即可以算出在各個(gè)制造裝置的相關(guān)面積需要量之間的沖突。因此，工廠規(guī)劃過(guò)程理解為在規(guī)劃桌上的規(guī)劃人員與利用輸出設(shè)備的工廠規(guī)劃程序(也簡(jiǎn)稱(chēng)為規(guī)劃程序)之間的對(duì)話。由此，在直觀的輸入方法同時(shí)可以有利地產(chǎn)生較大的合理化效果。按本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)方案規(guī)定，制造裝置的數(shù)據(jù)記錄包含其他用于制造裝置的默認(rèn)值，尤其是標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則。這允許工廠規(guī)劃程序有利地不僅可以考慮在面積需要量方面的沖突，而且考慮本身在車(chē)間的劃分中未顯示出的默認(rèn)值。例如可以考慮，在給工件涂漆的制造裝置中，出現(xiàn)嗅覺(jué)方面的干擾，因此通過(guò)人操縱的制造裝置不在涂漆的制造裝置附近。在數(shù)據(jù)記錄中作為其他默認(rèn)值被考慮的標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則例如可以是在危險(xiǎn)品或類(lèi)似物中的安全距離。通過(guò)考慮附加的信息，有利地進(jìn)一步提高按本發(fā)明的方法的合理性。本發(fā)明的擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)定，其他的數(shù)據(jù)記錄設(shè)計(jì)在規(guī)劃程序中，所述數(shù)據(jù)記錄涉及制造裝置相互間的關(guān)系，尤其是材料流和運(yùn)輸線路。下面也一直具體地稱(chēng)作“其他的數(shù)據(jù)記錄”的其他數(shù)據(jù)記錄，也就是不直接地與制造裝置關(guān)聯(lián)到一起并因此存儲(chǔ)在其他數(shù)據(jù)記錄中的數(shù)據(jù)。此外，存在下面具體地稱(chēng)作“附加的數(shù)據(jù)記錄”的附加數(shù)據(jù)記錄，該附加數(shù)據(jù)記錄涉及生產(chǎn)車(chē)間的結(jié)構(gòu)情況(柱子等，生產(chǎn)車(chē)間、裝配用吊車(chē)、門(mén)、窗等的高度)。就在其他的數(shù)據(jù)記錄中材料流和運(yùn)輸線路而言，例如注意到在生產(chǎn)車(chē)間中，必須設(shè)置一些通過(guò)工作人員輸送材料并且到達(dá)單獨(dú)的制造裝置的通道。還可以在其他的數(shù)據(jù)記錄中存儲(chǔ)例如由工件無(wú)阻礙的材料流或輔助材料預(yù)先確定的關(guān)系。在流水線生產(chǎn)中例如可以需要制造裝置在流水線上以一定的順序排列成行。但這些關(guān)系可以更好地存儲(chǔ)在其他的數(shù)據(jù)記錄中，這些數(shù)據(jù)記錄沒(méi)有固定地與一定的制造裝置相聯(lián)系。因此，通過(guò)其他的數(shù)據(jù)記錄，工廠規(guī)劃程序可以有利地、還合理地對(duì)工廠規(guī)劃人員在規(guī)劃桌子上進(jìn)行的規(guī)劃行為作反應(yīng)。附加的數(shù)據(jù)記錄還允許有效地考慮生產(chǎn)車(chē)間的空間實(shí)情。運(yùn)輸線路例如應(yīng)當(dāng)通向車(chē)間的大門(mén)。特別有利的是，規(guī)劃程序計(jì)算用于避免所確定的交叉的修正建議，并且該修正建議通過(guò)輸出設(shè)備顯示。該交叉也借助修正建議間接地顯示，因?yàn)橥ㄟ^(guò)所進(jìn)行的改變可以通過(guò)規(guī)劃程序推斷出構(gòu)成基礎(chǔ)的交叉的確定。在此使用本身已知的用于對(duì)計(jì)劃的工廠方案進(jìn)行優(yōu)化的算法，這些算法已經(jīng)轉(zhuǎn)換成可使用的工廠規(guī)劃程序。所述類(lèi)型的優(yōu)化問(wèn)題已知為所謂的二維裝箱(2-dimensionales Packen),并且可以通過(guò)一系列方法來(lái)解決，例如 在 in Beasley J E(1985), “An Exact Two-dimensional Non-guillotine Cutting TreeSearch Procedure，，，Operations Research33 (I) :49-64 中建議的所謂的 ILP-公式(ILP代表整數(shù)線性規(guī)劃，德語(yǔ)為ganzzahlig-lineare Programmierung)略微的變型。在目標(biāo)函數(shù)中，在此只需將每個(gè)單獨(dú)物體的修正位置與所測(cè)量的位置之間的距離用作權(quán)重。實(shí)踐中，該公式可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的軟件解決，例如IBM ILOG的“CPLEX”或公司FICO (從前的FairIsaac，從前的Dash)的“XPRESS”。運(yùn)算時(shí)間耗費(fèi)在此與制造裝置的數(shù)量大為相關(guān)。如果該數(shù)量超過(guò)一定的極限，例如100，則人們?nèi)《部梢允褂脝l(fā)式局部搜索(IokaleSuchheuristiken),例如進(jìn)化算法，所謂的模擬退火算法(Simulated Annealing)或在DE102005011148A1 中記載的所謂的 OptLets Framework。也會(huì)有利的是，修正建議通過(guò)輸出設(shè)備顯示，以便給直觀工作的工廠規(guī)劃人員提供具有改進(jìn)建議的反饋。他可以遵循改進(jìn)建議或必要時(shí)采用規(guī)劃桌上的其他改進(jìn)建議，以便判斷是否規(guī)劃程序在分析了備選的建議之后沒(méi)有輸出其他的沖突。在生成修正建議時(shí)合理性的提高有利地在于該過(guò)程的加速，因?yàn)橹庇^工作的工廠規(guī)劃人員可以聽(tīng)從建議或在備選的建議方面受到啟發(fā)。以相同的方式，規(guī)劃程序也可以有利地計(jì)算用于避免未利用的空閑面積的修正建議并且該修正建議通過(guò)輸出設(shè)備顯示。與必須防止沖突完全一樣地，只有在最佳地利用生產(chǎn)車(chē)間的面積時(shí)才可以制訂有競(jìng)爭(zhēng)力的規(guī)劃方案。在這個(gè)背景下，也可以避免未利用的空閑面積，該空閑面積可以采用與沖突一樣的方式(參照沖突情況下的說(shuō)明)識(shí)別并且分析。如在開(kāi)頭提到的美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US2002/0107674A1中記載，在識(shí)別二維或三維的模型的情況下例如可以通過(guò)圖像處理自動(dòng)地檢測(cè)模型。為了可以更容易自動(dòng)地檢測(cè)模型，可以規(guī)定，模型配有機(jī)器可讀出的、身份標(biāo)志的載體。廣義上，所有的可以提供機(jī)器可讀出的信息的物理裝置應(yīng)當(dāng)理解為信息的載體。這意味著，必須通過(guò)相配的閱讀器分別給載體一種機(jī)器讀取的可能性。載體例如可以將信息存儲(chǔ)在磁路上，其中，為了讀出該信息，必須使作為閱讀器的磁性傳感器靠近載體。另一個(gè)可能性是使用所謂的RFID-標(biāo)簽，該RFID-標(biāo)簽通過(guò)適合的閱讀器激活并且例如通過(guò)無(wú)線或紅外線接口發(fā)出在載體中所存儲(chǔ)的信息。另一個(gè)可能性是使用聲音信息。為此目的，該載體必須發(fā)射可以通過(guò)聲學(xué)傳感器接收的信號(hào)。附加地可以規(guī)定，載體除了身份標(biāo)志外還具有包含相關(guān)載體在相關(guān)模型上各自位置的坐標(biāo)的位置標(biāo)志。借助該識(shí)別標(biāo)志，即通過(guò)載體僅可以識(shí)別模型，以便通過(guò)讀入來(lái)提供可以輸入規(guī)劃程序中的、有關(guān)模型的數(shù)據(jù)。但若模型在平面上的位置也通過(guò)圖像確定，則為此有利地僅確定信息載體的位置。該圖像可以用比較小的計(jì)算耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵撔畔⑤d體僅具有限定的尺寸。若信息載體在對(duì)應(yīng)模型上的位置已知，則也可以通過(guò)信息載體的測(cè)得的位置推斷出模塊在底板上的位置。由此，可以有利地在規(guī)劃程序中對(duì)真實(shí)的模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單成像。有利的是，載體可光學(xué)地讀出并且從由上方到底板上的視線方向上光學(xué)地可接近。需要光學(xué)的可接近性，因?yàn)闉榱酥瞥赡Ｐ徒Y(jié)構(gòu)而將模型放置在底板上。因此，該底板構(gòu)成生產(chǎn)車(chē)間地板的模型，其中，最好能夠在光學(xué)的路徑上可以說(shuō)從鳥(niǎo)瞰視角進(jìn)行載體的讀取，而模型沒(méi)有相互遮蓋。在此，垂直的視線方向是特別有利的。當(dāng)然，也可以選擇與之不同的視線方向，只要確保模型沒(méi)有相互遮蓋。尤其在使用二維的模型、也就是說(shuō)例如只是對(duì) 在底板上的制造裝置的輪廓進(jìn)行描繪的薄板時(shí)，可以選擇較大的用于視線方向的角度，例如20°至90°。若使用三維模型，用于視線方向的角度60°至90°是有利的。垂直的視線角度相當(dāng)于角度90°。身份標(biāo)志可以由一維的或二維的條形碼組成。39碼、93碼或128碼可以稱(chēng)作一維條形碼的例子。UR碼、DATAMATRIX碼或AZTEC碼可以稱(chēng)作二維條形碼的代表。尤其在將包含圖像傳感器和透鏡的相機(jī)用作讀出載體的裝置時(shí)，也可以考慮，僅確保垂直的視線方向在拍攝的圖像的中間。在圖像邊緣上，必然獲得不垂直于底板的、從上方到底板上的視線方向。因此，有利的是，從模型結(jié)構(gòu)中拍攝多個(gè)交叉的圖像。由此，可以通過(guò)使用相應(yīng)的具有較長(zhǎng)焦距的鏡頭來(lái)保持在圖像中的視線角度很小，并且通過(guò)對(duì)交叉的分析將大量圖像組合成唯一一個(gè)圖像。由此，可以使制造裝置的模型在不同的圖像上建立關(guān)系。特別有利的是，圖像交叉這樣多，使得各載體至少成像在兩個(gè)圖像中。因此，在測(cè)定各模型的位置時(shí)由于在圖像中透視的失真所產(chǎn)生的錯(cuò)誤可以通過(guò)至少兩個(gè)相關(guān)圖像的比較來(lái)改正。相關(guān)圖像是描繪相關(guān)載體的圖像。這必須是至少兩個(gè)圖像。透視的失真與本發(fā)明關(guān)聯(lián)地應(yīng)當(dāng)理解為這種情況，僅在透鏡光學(xué)的軸線中可以剛好從預(yù)先設(shè)定的視線方向，例如垂直的視線方向拍攝圖像。在拍攝的圖像的邊緣區(qū)域內(nèi)的物體必定具有一個(gè)偏離該特定視線方向的視線方向，該視線方向在測(cè)定相關(guān)的載體在底板上的位置時(shí)必須考慮。通過(guò)比較相關(guān)載體在另一個(gè)圖像上的位置可以查明位置錯(cuò)誤，其中，在此考慮兩個(gè)圖像的軸線相互間的距離。在借助圖像傳感器為模型結(jié)構(gòu)制成一組時(shí)間順序的數(shù)字圖像時(shí)，得到該方法特別有利的結(jié)構(gòu)方案。該時(shí)間順序獲得可以說(shuō)一個(gè)通過(guò)模型的調(diào)節(jié)來(lái)表示直觀的規(guī)劃過(guò)程的膠片。在此可以自由地選擇在制成單獨(dú)的圖像之間的間隔，其中，單獨(dú)的圖像應(yīng)當(dāng)允許不同規(guī)劃狀態(tài)的比較。由此，可以通過(guò)圖像的比較來(lái)測(cè)得載體位置的變化。然后，最新的載體位置可以通過(guò)身份標(biāo)志與制造裝置的數(shù)據(jù)記錄在規(guī)劃程序中關(guān)聯(lián)到一起，在規(guī)劃程序中使用的、生產(chǎn)車(chē)間的虛擬模型分別與真實(shí)模型相匹配。
通過(guò)規(guī)劃程序可以有利地控制輸出設(shè)備，在該輸出設(shè)備上表示與載體關(guān)聯(lián)到一起的制造裝置的位置變化。這樣的優(yōu)點(diǎn)是，已經(jīng)在具有真實(shí)的模型的、直觀的規(guī)劃階段中可以測(cè)定，建議的(再次調(diào)整的)變化對(duì)在規(guī)劃程序中包含的、生產(chǎn)車(chē)間的虛擬模型具有哪些影響。由此，也可以檢驗(yàn)僅通過(guò)規(guī)劃程序制訂的報(bào)告。在此可以使用常見(jiàn)的規(guī)劃程序。既可以考慮傳統(tǒng)的CAD-應(yīng)用，也可以考慮其他的對(duì)例如轉(zhuǎn)置矩陣/桑基圖表示、按Schmigalla的布置優(yōu)化、或有效值分析進(jìn)行支持的規(guī)劃程序。特別有利的是，將已提到的規(guī)劃程序的修正建議表示在平面的底板上，也就是說(shuō)模型由工廠規(guī)劃人員所移動(dòng)到的底板上。這有利地允許在由模型代表的、工廠規(guī)劃人員的規(guī)劃建議與規(guī)劃程序的修正建議之間直接地、直觀地迅速可檢測(cè)的結(jié)合。規(guī)劃程序例如可以將模型的輪廓表示在該位置中，如規(guī)劃程序的建議所設(shè)想的那樣。然后，工廠規(guī)劃人員可以決定，他們是否按照建議修改模型，也就是說(shuō)在平面圖上移動(dòng)，或試用另一個(gè)規(guī)劃變型方案。以相同的方式也可以將交叉直接表示在平面的底板上。作為輸出設(shè)備例如可以使用將規(guī)劃建議從上投影到平面底板上的投影機(jī)(放映機(jī))。作為備選，平面的底板設(shè)計(jì)成平面屏幕，以便將模型移動(dòng)到屏幕工作區(qū)上。然后，該屏幕同時(shí)可以用于輸出備選的，由規(guī)劃程序計(jì)算的建議。·在使用機(jī)器可讀出的載體時(shí)如下實(shí)施按本發(fā)明的方法。模型配有機(jī)器可讀出的、識(shí)別標(biāo)志的載體。借助模型，在平面的底板上形成制造裝置的模型結(jié)構(gòu)。由該模型結(jié)構(gòu)借助圖像傳感器從一個(gè)由上方到底板的視線方向生成至少一個(gè)數(shù)字圖像。該模型的身份標(biāo)志用機(jī)器檢測(cè)。屬于載體的模型的位置在數(shù)字圖像中測(cè)定。最后，模型的位置通過(guò)身份標(biāo)志與制造裝置的數(shù)據(jù)記錄在規(guī)劃程序中關(guān)聯(lián)到一起。有利地可以規(guī)定，除了身份標(biāo)志外，可以在載體上設(shè)計(jì)位置標(biāo)志，該位置標(biāo)志包含載體分別在模型上的位置的坐標(biāo)。因此可行的是，在考慮位置標(biāo)志的情況下，通過(guò)載體位置的測(cè)定來(lái)計(jì)算由載體代表的模型的在底板上的位置。如下詳細(xì)地進(jìn)一步說(shuō)明。載體的位置在圖像中測(cè)得。在此，可能按照已描述的方式分析多個(gè)圖像，以便毫無(wú)疑問(wèn)地確定載體的位置。然后，載體的位置與位置標(biāo)志重疊，因此，根據(jù)載體的位置可以推斷出整個(gè)模型在底板上的位置。這個(gè)推斷也就是說(shuō)通過(guò)規(guī)劃程序的計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，為所述規(guī)劃程序提供了為此必要的身份標(biāo)志和位置標(biāo)志形式的信息。備選的可能性存在于，制造裝置在規(guī)劃程序中的數(shù)據(jù)記錄已包含載體分別在模型上的位置。在這種情況下，不需要在載體上的位置標(biāo)志，因?yàn)樵摂?shù)據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)在規(guī)劃程序中。通過(guò)分析相關(guān)模型的身份標(biāo)志并且在識(shí)別模型之后從制造裝置的數(shù)據(jù)記錄中調(diào)用載體位置的坐標(biāo)，從而可以調(diào)用在載體上的位置標(biāo)志。當(dāng)它可供使用時(shí)，在考慮載體在模型上的位置的情況下可以通過(guò)載體位置的測(cè)定來(lái)計(jì)算由載體代表的模型在底板上的位置。本發(fā)明的一種特別的變型規(guī)定，由所提出的規(guī)劃變型和/或修正建議計(jì)算預(yù)期的成本和/或面積需要量。為此，可以有利地考慮規(guī)劃程序，以便可以同時(shí)由規(guī)劃建議求得與決策有關(guān)的方面，即哪些成本與該規(guī)劃建議有關(guān)，總的面積需要量多大。以這種方式形成在工廠規(guī)劃人員決策時(shí)輔助他的附加標(biāo)準(zhǔn)。此外，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)計(jì)的實(shí)施形式規(guī)定，給制造裝置的數(shù)據(jù)記錄和/或制造裝置之間的關(guān)系的其他數(shù)據(jù)記錄補(bǔ)充個(gè)性化的首選項(xiàng)，該個(gè)性化的首選項(xiàng)限定了修正建議的變型資源。由此可以考慮個(gè)性化的默認(rèn)值，該默認(rèn)值借此影響整個(gè)規(guī)劃過(guò)程并且使發(fā)現(xiàn)考慮該首選項(xiàng)的結(jié)果更簡(jiǎn)單。規(guī)劃方法可以有利地進(jìn)一步合理化。


下列根據(jù)附圖描述本發(fā)明其他的詳細(xì)情況。相同或相應(yīng)的附圖元件在這些附圖中分別用相同附圖標(biāo)記表示，并因此僅一再闡述各圖之間存在區(qū)別。附圖中圖I是按本發(fā)明的方法使用在一個(gè)空間中的實(shí)施例簡(jiǎn)略圖，圖2是按本發(fā)明的模型結(jié)構(gòu)的實(shí)施例局部的立體圖以及圖3和4是在使用按本發(fā)明的方法的實(shí)施例時(shí)在由于交叉而對(duì)模型布置進(jìn)行修正之前和之后在輸出設(shè)備上的顯示。
具體實(shí)施方式
·
在圖I中示出空間11，在該空間中應(yīng)當(dāng)實(shí)施按本發(fā)明的規(guī)劃方法。桌子12位于空間的中間，在該桌子12上簡(jiǎn)略示出模型結(jié)構(gòu)13，該模型結(jié)構(gòu)由底板14組成，在該底板14上示范性地設(shè)立了作為制造裝置的機(jī)器的模型15。底板以未示出的方式描繪了具有大廳形式的生產(chǎn)車(chē)間的輪廓。在按本發(fā)明的規(guī)劃方法中第一個(gè)重要的方法步驟在于，工廠規(guī)劃人員16手動(dòng)地將模型15放置在其正確的位置。其他的模型(未示出)和其他的人(同樣未示出)可以在該規(guī)劃階段參與。在該規(guī)劃階段中，數(shù)碼相機(jī)17借助圖像傳感器18在規(guī)律的時(shí)間間隔中拍攝模型結(jié)構(gòu)13的照片(圖像)。該拍攝從上方，在實(shí)施例中剛好沿垂直的方向，亦即，沿著重力方向發(fā)生。由此，形成一根垂直于底板14的圖像軸線19。但由于數(shù)碼相機(jī)17的透鏡20的焦距，對(duì)于模型來(lái)說(shuō)，在拍攝的圖像的邊緣上具有與底板成約75°的視線方向a。雖然由于在圖像內(nèi)不同的觀察方向而產(chǎn)生透視的失真，但為了可以精確地確定模型的位置，用數(shù)碼相機(jī)17從虛線表示的位置拍攝至少另一個(gè)圖像。為了移動(dòng)相機(jī)，它固定在支架21上。作為備選(未示出)也可以由工廠規(guī)劃人員16固定相機(jī)并且手動(dòng)地定向，支架在這種情況下不必要。數(shù)碼相機(jī)17的圖像數(shù)據(jù)以未示出的方式在第二規(guī)劃步驟中由規(guī)劃程序處理，并且在該空間11中借助位于壁上的、屏幕形式的輸出設(shè)備22輸出。由此，工廠規(guī)劃人員16可以在模型結(jié)構(gòu)13上進(jìn)行互動(dòng)，其中，對(duì)由模型結(jié)構(gòu)13代表的規(guī)劃結(jié)果的改變立即顯示在輸出設(shè)備22上，因此直觀地在模型結(jié)構(gòu)13上實(shí)現(xiàn)的結(jié)果同時(shí)可以被規(guī)劃程序分析。以這種方式可以進(jìn)行短期的修正，由此可以進(jìn)行規(guī)劃結(jié)果有效的優(yōu)化。輸出設(shè)備22由平面屏幕構(gòu)成。但是作為該輸出設(shè)備的備選，還可以使用輸出設(shè)備22a。在此，該輸出設(shè)備22a是投影機(jī)(放映機(jī))，通過(guò)該投影機(jī)可以將屏幕內(nèi)容從斜上方投射到桌子12的表面。在此，在按比例的顯示中，規(guī)劃程序的規(guī)劃備選方案可以直接地與桌子12上的模型15關(guān)聯(lián)，因此，工廠規(guī)劃人員16可以直接地比較其變型和由規(guī)劃程序預(yù)設(shè)的變型。通過(guò)從斜上方的投射方向，由輸出設(shè)備22a產(chǎn)生在桌子表面上的圖像必須被修正，但這通過(guò)在輸出設(shè)備22a中常用的鏡頭毫無(wú)困難地實(shí)現(xiàn)。需要傾斜的投射方向，以便相機(jī)18不會(huì)在投影的圖像中作為陰影可見(jiàn)。作為備選還可行的是(未在圖I中示出)，取消固定安裝的相機(jī)，圖像借助相機(jī)徒手地制成。在這種情況下，放映機(jī)也可以垂直定向地安裝在桌子上。在圖2中，示出代表性的按圖I的模型結(jié)構(gòu)13的局部。在底板14上可見(jiàn)待規(guī)劃的車(chē)間的輪廓23。在底板上還可見(jiàn)制造裝置的二維的模型24和三維的模型25。在此該模型例如可以是機(jī)器、制造室或需要的空地如倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、緩沖區(qū)或道路。該模型24、25放置在底板確定的部位處，并因此代表在工廠規(guī)劃過(guò)程中確定的規(guī)劃狀態(tài)。模型24，25配有信息載體26。在按圖2的實(shí)施例中，該載體是二維的條形碼形式的、光學(xué)信息的載體。該信息包含用于各模型的識(shí)別標(biāo)志，這以這種方式明確地分配給待規(guī)劃的制造裝置，該制造裝置連同附加的信息，如合成的面積需要量、可接近性、安全準(zhǔn)則等存儲(chǔ)在規(guī)劃程序中。此外，載體包含有關(guān)它在各模型上的位置的信息。在按圖2的實(shí)施例中，該位置信息例如表示在直角坐標(biāo)系統(tǒng)x-y-z中，如在圖2中示出的那樣。因?yàn)槟Ｐ鸵部梢栽诘装迳限D(zhuǎn)動(dòng)，還存在坐標(biāo)φ，該坐標(biāo)φ表示與模型有關(guān)的相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)(未示出)相對(duì)于底板位置固定的坐標(biāo)系統(tǒng)28圍繞垂直的ζ軸的轉(zhuǎn)角。
模型24是二維的模型，從而在這種情況下僅保存一個(gè)X1和Y1坐標(biāo)。模型25作為三維模型通過(guò)坐標(biāo)x2，y2，Z2描述。在此，坐標(biāo)分別說(shuō)明各載體26的中點(diǎn)就剩余的模型而言的位置。角度坐標(biāo)φ不可以存儲(chǔ)在載體上。而它必須通過(guò)考慮模型24，25在底板上的角度位置來(lái)測(cè)定。為此目的，載體可以具有定向信息，其角度位置通過(guò)對(duì)拍攝的圖像的圖像處理獲得。此外，在底板上設(shè)置了標(biāo)記27，所述標(biāo)記對(duì)于位置固定的坐標(biāo)系統(tǒng)28來(lái)說(shuō)具有坐標(biāo)X3，y3。該標(biāo)記用于定向數(shù)碼相機(jī)17，以便得知圖像軸線19就位置固定的坐標(biāo)系統(tǒng)28而言的位置。這簡(jiǎn)化了在規(guī)劃程序中模型的空間排列。最后，在底板上也設(shè)計(jì)其他的、標(biāo)明位置固定的坐標(biāo)系統(tǒng)28的位置的載體29。位置標(biāo)志的示出僅例示性地進(jìn)行，也可以以其他方式發(fā)生。所示的坐標(biāo)尤其也可以直接輸入規(guī)劃程序中，因此，不需要儲(chǔ)存在載體上。在這種情況下，位置信息與模型通過(guò)識(shí)別標(biāo)志在規(guī)劃程序中關(guān)聯(lián)到一起。在圖3和4中例示出輸出設(shè)備22或22a的兩個(gè)輸出，如它可以通過(guò)適合的規(guī)劃程序產(chǎn)生。當(dāng)它通過(guò)輸出設(shè)備22a輸出時(shí)，這發(fā)生在平面的底板14上，其中，在圖3和4中，刪去真實(shí)的模型。而該模型直接地以制造裝置15a的輪廓表示，其中，在輸出中可見(jiàn)其真實(shí)的(實(shí)體的)面積需要量。此外，給各制造裝置15a分配了由各自的制造裝置15a的默認(rèn)值所定義的相關(guān)面積需要量15b。此外，規(guī)劃程序的輸出示出了必須絕對(duì)通暢的運(yùn)輸線路31。也設(shè)計(jì)了用作中間倉(cāng)儲(chǔ)生產(chǎn)貨物(原材料、工件)的緩沖區(qū)的材料供應(yīng)面32。按圖3的輸出首先是僅使沖突可見(jiàn)的輸出。該沖突通過(guò)閃電形式的危險(xiǎn)符號(hào)33顯示。此外，在各相鄰的制造裝置15a的相關(guān)面積需要量15b的區(qū)域之間形成相交面積34。由此,工廠規(guī)劃人員16可以快速地看出變化需要。按圖4，規(guī)劃程序還可以制作修正建議。如在圖4中不難看出，通過(guò)移動(dòng)制造裝置15a，消除了按圖3的危險(xiǎn)33。不同的移動(dòng)方向在通過(guò)規(guī)劃程序的輸出中用小的雙箭頭35表示，以便工廠規(guī)劃人員16可以實(shí)施修正。由于按圖4的輸出位置，規(guī)劃程序可以沒(méi)有大問(wèn)題地(因?yàn)榘幢壤乇硎?算出方案需要的整個(gè)面積。整個(gè)面積由流通面積構(gòu)成，該流通面積由運(yùn)輸線路31、制造裝置15a的相關(guān)面積需要量15組成的機(jī)器使用面積、由材料供應(yīng)面積32組成的物流面積和其余的 剩余面積組成。由此可以推導(dǎo)出使規(guī)劃備選方案能夠分析的特征數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種用于將共同形成生產(chǎn)車(chē)間的制造裝置的空間結(jié)構(gòu)輸入到計(jì)算機(jī)輔助的規(guī)劃程序中的方法，其中， 所述制造裝置使用真實(shí)的、二維或三維的、至少就其實(shí)體的面積需要量而言按比例的模型(24，25)，借助所述模型(24，25)將所述生產(chǎn)車(chē)間的模型結(jié)構(gòu)形成于平面的底板(14)上， 用傳感器、尤其是圖像傳感器(18)檢測(cè)所述模型結(jié)構(gòu)， 所述模型(24，25)的位置基于由所述傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)所述規(guī)劃程序來(lái)計(jì)算并且與所述制造裝置的數(shù)據(jù)記錄在所述規(guī)劃程序中關(guān)聯(lián)到一起，其特征在于， 所述制造裝置的數(shù)據(jù)記錄具有有關(guān)所述制造裝置的相關(guān)面積需要量(15b)的數(shù)據(jù)，所述相關(guān)面積需要量超出了所述實(shí)體的面積需要量， 確定相鄰制造裝置各自的相關(guān)面積需要量的交叉，并且 雖然允許所述交叉，但通過(guò)輸出設(shè)備(22)顯示。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述制造裝置的數(shù)據(jù)記錄包含其他的用于制造裝置的默認(rèn)值，尤其是標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述規(guī)劃程序中設(shè)計(jì)了其他的數(shù)據(jù)記錄，所述其他的數(shù)據(jù)記錄涉及所述制造裝置相互間的關(guān)系，尤其是材料流和運(yùn)輸線路(31)。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述規(guī)劃程序中設(shè)計(jì)了附加的數(shù)據(jù)記錄，所述附加的數(shù)據(jù)記錄涉及所述生產(chǎn)車(chē)間的結(jié)構(gòu)情況。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于， 所述規(guī)劃程序計(jì)算修正建議用以避免所確定的交叉，并且 通過(guò)所述輸出設(shè)備(22)顯示所述修正建議。
6.按權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于 所述規(guī)劃程序計(jì)算修正建議用以避免未使用的空閑面積，并且 通過(guò)所述輸出設(shè)備(22)顯示所述修正建議。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述輸出設(shè)備(22a)將所述交叉和/或修正建議顯示在所述平面的底板(18)上。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，由所提出的規(guī)劃變型和/或所述修正建議計(jì)算出預(yù)期的成本和/或所述面積需要量。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述制造裝置的數(shù)據(jù)記錄和/或有關(guān)于在所述制造裝置之間關(guān)系的其他的數(shù)據(jù)記錄用個(gè)性化的首選項(xiàng)來(lái)補(bǔ)充，所述首選項(xiàng)限定了所述修正建議的變型資源。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于， 所述模型(24，25)配有機(jī)器可讀出的身份標(biāo)志的載體(26)，并且 所述載體(26)能夠光學(xué)地讀出并且這樣安設(shè)在所述模型(24，25)上，使得在所述模型(24，25)放置在所述底板(14)上之后，所述載體(26)從由上方到所述底板(14)的視線方向光學(xué)地可接近。
11.按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于， 借助所述圖像傳感器(18)由所述模型結(jié)構(gòu)生成時(shí)間順序的數(shù)字圖像， 通過(guò)所述圖像的比較求得所述載體(26)的位置變化，并且 通過(guò)所述身份標(biāo)志，將所述載體(26)最新的位置與所述制造裝置的數(shù)據(jù)記錄在所述規(guī)劃程序中關(guān)聯(lián)到一起?！?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于工廠規(guī)劃的方法。建議將模型結(jié)構(gòu)的模型(15a)放置在底板上，以便它的位置在隨后放置之后可以借助數(shù)字的圖像處理算出。由此，真實(shí)的模型(15a)可以有益于形象的工廠規(guī)劃，其中，按本發(fā)明規(guī)定，根據(jù)從確定的默認(rèn)值中得到的面積需要量(15b)通過(guò)規(guī)劃程序顯示沖突(33)并且優(yōu)選也輸出優(yōu)化的建議。以這種方式可以有利地使借助真實(shí)的模型的直觀的工廠規(guī)劃方法和借助一些規(guī)劃程序的工廠規(guī)劃方法相互結(jié)合，以便可以用兩種規(guī)劃方法交互地工作。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102947766SQ201180030666
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者S.尤澤拉克, M.C.米勒 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司