DE102014209367A1 - Prozessvisualisierungsvorrichtung und Verfahren zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage - Google Patents

Prozessvisualisierungsvorrichtung und Verfahren zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessvisualisierungsvorrichtung (1) und ein Verfahren zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage. Die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) umfasst eine Animationseinrichtung (2), die zum Erstellen einer 3D-Prozessanimation (16) ausgestaltet ist unter Verwendung eines die Maschine oder Anlage (11) darstellenden 3D-Modells (12) und von Prozessdaten (15) der Maschine oder Anlage. Um die Prozesse besser erkennen und darstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung (1) eine holografische Anzeigeeinrichtung (3) aufweist, mit der die 3D-Prozessanimation (16) als ein 3D-Hologramm (17) anzeigbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prozessvisualisierungsvorrichtung zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage, mit einer Animationseinrichtung, die zum Erstellen einer 3D-Prozessanimation ausgestaltet ist unter Verwendung eines die Maschine oder Anlage darstellenden 3D-Modells und von Prozessdaten der Maschine oder Anlage.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage, bei dem eine 3D-Prozessanimation erstellt wird unter Verwendung eines die Maschine oder Anlage darstellenden 3D-Modells und von Prozessdaten der Maschine oder Anlage.
  • Prozessvisualisierungsvorrichtungen und -verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden auch als SCADA-Systeme (Supervisory Control And Data Aquisition) bezeichnet. Maschinen und auch Anlagen, wie beispielsweise Förderanlagen zum Transport oder Sortieren von Stückgütern, wie Gepäckstücken, Paketen oder Briefen, werden üblicherweise mittels eines Prozessvisualisierungssystems überwacht und gegebenenfalls auch gesteuert. Dabei wird ein grafisches Abbild oder Modell der zu beobachtenden Maschine oder Anlage unter Berücksichtigung von aktuellen Prozessparametern, die beispielsweise von der Anlagensteuerung übermittelt werden, animiert. Die Animation kann beispielsweise unter Zuhilfenahme von Farben oder beweglichen Elementen den aktuellen Status der Prozesse darstellen oder auf Gefahren oder Probleme bei den Prozessen hinweisen.
  • Dabei ist es bei den Systemen des Standes der Technik häufig schwierig, die Prozesse so darzustellen, dass eindeutig erkennbar ist, in welchen Teilen der Anlage oder Maschine mögliche Störungen oder Probleme auftauchen.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die eingangs genannte Prozessvisualisierungsvorrichtung und das Verfahren so zu verbessern, dass Prozessstörungen besser erkennbar sind.
  • Für die eingangs genannte Prozessvisualisierungsvorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine holographische Anzeigeeinrichtung aufweist, mit der die 3D-Prozessanimation als ein 3D Hologramm anzeigbar ist.
  • Für das eingangs genannte Verfahren zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die 3D-Prozessanimation als ein 3D-Hologramm angezeigt wird.
  • Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die als 3D-Hologramm dargestellte 3D-Prozessanimation die Prozessparameter an jeder Stelle der Anlage darstellen kann, an der sie auch auftreten. Im 3D-Hologramm ist die gesamte Anlage oder Maschine wirklich dreidimensional dargestellt und nicht nur mit einem dreidimensionalen Effekt, wie auf einem zweidimensionalen Bildschirm. Ferner kann die Orientierung des 3D-Hologramms der 3D-Prozessanimation durch entsprechende Bedienereingaben oder anders verändert werden, um die Einsehbarkeit bestimmter Bereiche zusätzlich zu optimieren.
  • Die Erfindung kann durch vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind. Die vorteilhaften Ausgestaltungen sind frei miteinander kombinierbar.
  • So kann die Vorrichtung eine Prozessdatenstelle umfassen, die zum Empfangen der Prozessdaten der Maschine oder Anlage ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Prozessdaten beispielsweise von der Anlagensteuerung in Echtzeit zur Prozessvisualisierungsvorrichtung gelangen und sofort dargestellt werden können.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Vorrichtung eine CAD-Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen, in der das 3D-Modell aus CAD-Daten der Maschine oder Anlage erzeugbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die CAD-Daten, die bei der Konstruktion oder Projektierung der Anlage oder Maschine entstanden sind, von der Prozessvisualisierungsvorrichtung ohne zusätzliche Anpassungen verwendet werden können. So können Kosten für eine spezielle Herstellung des 3D-Modells eingespart werden, weil die bereits vorhandenen CAD-Daten verwendet werden können. Bisher bedeutet die Erstellung eines originalgetreuen 3D-Modells oder als 3D-Modell wirkenden Abbilds der Anlagen einen erheblichen Aufwand, der durch die Erfindung vermieden wird.
  • Ferner kann die wenigstens eine Maschine oder Anlage eine Sortieranlage für Stückgüter, insbesondere Pakete, Gepäckstücke oder Briefe, umfassen. Da bei den genannten Sortieranlagen die Erstellung eines 3D-Modells, wie es bei Vorrichtungen aus dem Stand der Technik nötig ist, besonders aufwendig ist, wirkt sich hier der Vorteil der Erfindung besonders stark aus.
  • Um die Prozessvisualisierungsvorrichtung kostengünstig herstellen zu können, kann die holographische Anzeigeeinrichtung wenigstens einen Projektor für holographische Projektionen aufweisen. Projektoren für holographische Projektionen sind zwar im Vergleich zu Projektoren für zweidimensionale Darstellungen relativ kostenintensiv, aber im Vergleich zu den Kosten für die Erstellung einer speziellen 3D-Prozessanimation für eine zweidimensionale Darstellung sind die Kosten gering. Durch den Projektor kann das 3D-Hologramm an jeder beliebigen Stelle im Raum erzeugt werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Sortieranlage für Stückgüter mit einer Steuerung, die zum Steuern der Sortieranlage und zum Bereitstellen von Prozessdaten ausgebildet ist. Erfindungsgemäß kann die Sortieranlage eine Prozessvisualisierungsvorrichtung nach einer der oben genannten Ausführungsformen aufweisen, um die Prozesse der Anlage besser darstellen zu können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Prozessvisualisierungsvorrichtung auch als ein Teil der Steuerung der Sortieranlage sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das 3D-Modell von einer Prozessvisualisierungsvorrichtung, die auch die 3D-Prozessanimation erstellt, aus CAD-Daten der Maschine oder Anlage erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, dass die bereits aus der Konstruktion der Maschinen oder Anlagen vorhandenen CAD-Daten für die Prozessvisualisierung verwendet werden können, ohne dass sie aufbereitet oder verändert werden müssen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Figur erläutert.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prozessvisualisierungsvorrichtung.
  • Die Figur zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prozessvisualisierungsvorrichtung 1, die eine Animationseinrichtung 2 und eine holografische Anzeigeeinrichtung 3 umfasst.
  • Die Animationseinrichtung 2 weist eine Prozessdatenschnittstelle 4, eine CAD-Datenverarbeitungseinrichtung 5 und einen Speicher 6 auf.
  • Die holografische Anzeigeeinrichtung 3 weist bei der Ausführungsform in der Figur zwei Projektoren 7 für holografische Projektionen auf. Zusätzlich kann die Prozessvisualisierungsvorrichtung 1 auch einen 3D-fähigen Monitor 8 und ein Eingabemittel 9 aufweisen. Das Eingabemittel 9 ist in der beispielhaften Ausführungsform der Figur als eine Tastatur ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann es aber auch eine Maus, einen Trackball oder einen Joystick aufweisen.
  • Das Eingabemittel 9, der 3D-fähige Monitor 8 und die Anzeigeeinrichtung 3 sind jeweils beispielsweise über entsprechende Kabel signaltechnisch mit der Animationseinrichtung 2 verbunden.
  • Die Animationseinrichtung 2 ist über die Prozessdatenschnittstelle 4 mit einer Steuerung 10 einer Sortieranlage für Stückgüter 11 verbunden.
  • In dem Speicher 6 der Animationseinrichtung 2 ist ein 3D-Modell 12 abgespeichert. Das 3D-Modell 12 ist aus CAD-Daten 13 eines CAD-Konstruktionssystems 14 erzeugt. Die CAD-Daten 13 sind in der CAD-Datenverarbeitungseinrichtung 5 der Animationseinrichtung 2 abgelegt, die daraus das 3D-Modell 12 erstellen kann. Die CAD-Datenverarbeitungseinrichtung 5 ist mit einer CAD-datenverarbeitenden Software ausgestattet, die der Software des CAD-Konstruktionssystems 14 entsprechen kann.
  • Im Folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Prozessvisualisierungsvorrichtung 1 beschrieben.
  • Zunächst werden die CAD-Daten 13 von dem CAD-Konstruktionssystem 14 bereitgestellt, die bei der Konstruktion oder Projektierung der Sortieranlage 11 erstellt wurden. Die Sortieranlage 11 wurde nach diesen CAD-Daten 13 bzw. aus Zeichnungen, die aus diesen CAD-Daten 13 generiert wurden, hergestellt. Die CAD-Daten 13 spiegeln die Sortieranlage 11 folglich wieder. Diese CAD-Daten 13 werden an die Prozessvisualisierungsvorrichtung 1 übermittelt und dann der CAD-Datenverarbeitungseinrichtung 5 der Animationseinrichtung 2 zur Verfügung gestellt. Die CAD-Datenverarbeitungseinrichtung 5 generiert aus den CAD-Daten 13 das dreidimensionale 3D-Modell 12, das im Speicher 6 abgelegt wird.
  • Alternativ könnte die Animationseinrichtung 2 auch ohne Datenverarbeitungseinrichtung 5 ausgebildet sein, das 3D-Modell 12 extern erstellt und im Speicher 6 anschließend abgelegt werden.
  • Über die Prozessdatenschnittstelle 4 erhält die Prozessvisualisierungsvorrichtung 1 von der Steuerung 10 aktuelle Prozessdaten 15. Die Animationseinrichtung 2 erstellt aus dem 3D-Modell 12 und den ständig von der Steuerung 10 aktualisierten Prozessdaten 15 eine 3D-Prozessanimation 16. Die 3D-Prozessanimation stellt ein originalgetreues Abbild der Sortieranlage 11 dar, das unter Berücksichtigung der Prozessdaten 15 animiert und/oder verändert ist.
  • Die Animationseinrichtung 2 übermittelt die 3D-Prozessanimation 16 an die holografische Anzeigeeinrichtung 3 mit den beiden Projektoren 7. Die holografische Anzeigeeinrichtung 3 bereitet die 3D-Prozessanimation 16 so auf, dass sie von den Projektoren 7 darstellbar ist. Dazu kann die Anzeigeeinrichtung 3 ein zusätzliches Steuergerät (nicht dargestellt) aufweisen. Anschließend erzeugen die Projektoren 7 eine holografische Projektion 17 der 3D-Prozessanimation 16 im Raum vor den Projektoren 7.
  • Die Animationseinrichtung animiert bzw. manipuliert das 3D-Modell 12 unter Berücksichtigung der Prozessdaten 15 beispielsweise durch grafische, visuelle oder farbliche Änderung von einzelnen Elementen des 3D-Modells 12. Beispielsweise kann ein Abschnitt einer Förderstrecke 18 der Sortieranlage 11 in dem 3D-Modell 12 in einer neutralen Farbe, wie beispielsweise grau, dargestellt sein. Wenn durch die Auswertung der Prozessdaten 15 durch die Animationseinrichtung 2 eine Störung auf diesem Teil der Förderstrecke 18 festgestellt wird, kann die Animationseinrichtung 2 die Farbe dieses Teils der Förderstrecke 18 ändern und beispielsweise auf rot setzen.
  • Als ein weiteres Beispiel wird ein Gepäckstück 19 über die Förderstrecke 18 der Sortieranlage 11 transportiert. Durch eine Auswertung der Prozessdaten 15 wird das Gepäckstück 19 erkannt und durch die Animationseinrichtung 2 durch ein grafisches Element 20 in der 3D-Prozessanimation 16 als ein dreidimensionales Hologramm dargestellt.
  • Zusätzlich kann die 3D-Prozessanimation 16 von der Animationseinrichtung 2 auch an den Monitor 8 übermittelt werden und auf diesem dargestellt werden. Allerdings kann die 3D-Prozessanimation 16 auf dem Monitor 8 nicht als holografische Projektion 17 dargestellt werden und ist daher weniger anschaulich und die Prozessvisualisierungen sind weniger gut sichtbar.
  • Über das Eingabemittel 9 kann ein Bediener die holografische Projektion 17 verändern und beispielsweise im Raum drehen, um bestimmt Bereiche der 3D-Prozessanimation 16 noch besser sehen zu können.

Claims (8)

  1. Prozessvisualisierungsvorrichtung (1) zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage (11), mit einer Animationseinrichtung (2), die zum Erstellen einer 3D-Prozessanimation (16) ausgestaltet ist unter Verwendung eines die Maschine oder Anlage (11) darstellenden 3D-Modelles (12) und von Prozessdaten (15) der Maschine oder Anlage (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine holographische Anzeigeeinrichtung (3) aufweist, mit der die 3D-Prozessanimation (16) als ein 3D Hologramm (17) anzeigbar ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Prozessdatenschnittstelle (4) umfasst, die zum Empfangen der Prozessdaten (15) der Maschine oder Anlage (11) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine CAD-Datenverarbeitungseinrichtung (5) aufweist, in der das 3D-Modell (12) aus CAD-Daten (13) der Maschine oder Anlage (11) erzeugbar ist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maschine oder Anlage (11) eine Sortieranlage (11) für Stückgüter (19), insbesondere Pakete, Gepäckstücke (19) oder Briefe, umfasst.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die holographische Anzeigeeinrichtung (3) wenigstens einen Projektor (7) für holographische Projektionen (17) aufweist.
  6. Sortieranlage (11) für Stückgüter mit wenigstens einer Steuerung (10), die zum Steuern der Sortieranlage und zum Bereitstellen von Prozessdaten (15) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortieranlage (11) eine Prozessvisualisierungsvorrichtung (1) nach einem der oben genannten Ansprüche aufweist.
  7. Verfahren zum Anzeigen von Prozessen wenigstens einer Maschine oder Anlage (11), bei dem eine 3D-Prozessanimation (16) erstellt wird unter Verwendung eines die Maschine oder Anlage (11) darstellenden 3D-Modells (12) und von Prozessdaten (15) der Maschine oder Anlage (11), dadurch gekennzeichnet, dass die 3D-Prozessanimation (16) als ein 3D Hologramm (17) angezeigt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das 3D-Modell (12) von einer Prozessvisualisierungsvorrichtung (1), die auch die 3D-Prozessanimation (16) erstellt, aus CAD-Daten (13) der Maschine oder Anlage (11) erzeugt wird.
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