-
Die Erfindung betrifft ein System zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage, insbesondere über die gesamte Lebensdauer und/oder die gesamte metallurgische Prozesskette. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage, insbesondere über die gesamte Lebensdauer und/oder die gesamte metallurgische Prozesskette und Computerprogramme zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Systems.
-
Eine metallurgische Prozesskette umfasst mehrere voneinander abhängige Herstellungsprozesse, insbesondere von der Primärmetallurgie über die Sekundärmetallurgie bis hin zu Urform- und Umformverfahren. 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, Sintern, Pressen, Gesenkschmieden, Fließpressen, Strangpressen, Tiefziehen, Legieren, Frischen, Gießen, Warmwalzen, Kaltwalzen, Wärmebehandlung, Galvanisieren, usw. sind eigenständige Produktionsanlagen und/oder Prozesse erforderlich. Dabei können die einzelnen Produktionsanlagen und/oder Prozesse zugehörige Teilanlagen und/oder Teilprozesse umfassen. Häufig sind die unterschiedlichen Produktionsanlagen und/oder Prozesse der metallurgischen Anlage räumlich voneinander getrennt, insbesondere bei einem Wechsel von der Primärmetallurgie zu der Sekundärmetallurgie oder weiter zu den Urform- und Umformverfahren.
-
Die einzelnen Produktionsanlagen und/oder Prozesse inklusive der zugehörigen Teilanlagen und/oder Teilprozesse können hinsichtlich unterschiedlicher Ziele optimiert werden, wie beispielsweise einer optimierten Prozessführung, einer erzielten Produktqualität, minimalen Instandhaltungsmaßnahmen oder vergleichbaren Zielen. Im Rahmen der Digitalisierung von industriellen Prozessen, auch bekannt unter dem Stichwort Industrie 4, werden diesbezüglich in den einzelnen Produktionsanlagen und/oder Prozessen inklusive der zugehörigen Teilanlagen und/oder Teilprozesse Daten erfasst und digital ausgewertet. Dazu werden die beispielsweise von Sensoren erfassten Daten in einer Datenverwaltungseinrichtung abgelegt und von Applikationen ausgewertet.
-
Um im Sinne von Industrie 4 (Steigerung des Wirkungsgrades durch Verfügbarkeit von Informationen) Prozesse und Produktionsanlagen zu optimieren ist die Korrelation von Informationen erforderlich. Die Korrelation von Informationen setzt einerseits voraus, dass Datensätze technisch verfügbar sind und andererseits, dass diese eindeutig identifiziert werden können. Die Verfügbarkeit von Datensätzen ist im Stand der Technik über Programmierschnittstellen (APIs) gewährleistet. Die Identifizierbarkeit von Datensätzen ist im Stand der Technik innerhalb einer einzelnen Datenverwaltungseinrichtung über eineindeutige Kenner, im Folgenden als Identifikatoren benannt, gewährleistet. Über notwendigen Bedingungen von Identifizierbarkeit und Verfügbarkeit zur Korrelation von Daten hinaus, ist die Kenntnis der Beziehung zwischen den zu korrelierenden Daten eine hinreichende Bedingung.
-
Die einzelnen Produktionsanlagen und/oder Prozesse einer metallurgischen Anlage inklusive der zugehörigen Teilanlagen und/oder Teilprozesse werden jedoch üblicherweise unabhängig voneinander betrieben, wobei gegebenenfalls das Ausgangsprodukt einer Produktionsanlage und/oder Prozesse physisch zu einer entfernten Produktionsanlage und/oder Prozess transportiert werden muss, um dort weiterverarbeitet zu werden. Dies ist insbesondere bei einem Wechsel von der Primärmetallurgie zu der Sekundärmetallurgie oder weiter zu den Urform- und Umformverfahren der Fall. Die Produktionsanlagen und/oder Prozesse werden dabei von unterschiedlichen Anwendern betrieben und wurden eventuell von unterschiedlichen Herstellern produziert.
-
Der Herstellungsprozess einer Produktionsanlage einer metallurgischen Anlage beginnt mit dem Vertrieb und erstreckt sich über die Konstruktion, Beschaffung, Herstellung und Versand bis hin zur Inbetriebnahme. Gerade im Sonderanlagenbau sind die Prozesse und Datenverwaltungseinrichtungen, die zur Herstellung der Produktionsanlage führen, zumeist heterogen. Die Heterogenität der Quellprozesse bzw. Quelldatenverwaltungseinrichtungen prägt somit die für den Betrieb und die Instandhaltung der Produktionsanlagen verfügbaren Datenverwaltungseinrichtungen. Aus diesen angelegten Strukturen muss nun stets separat und von Neuem für jeden weiteren Anwendungsfall, z.B. der Instandhaltung, eine angepasste Struktur erzeugt werden.
-
Neben dem Datenursprung gibt es einen weiteren Effekt, der die Heterogenität der Datenarchitektur fördert. Jede verfügbar digitale Lösung ist auf die Belange des Anwenders zugeschnitten und spiegelt somit dessen individuelle Sichtweise auf die Produktionsanlage wider. So beinhaltet die zumeist per SQL Datenbanken aufgebaute Datenbasis eine hierarchische Struktur, die auf die Belange des jeweiligen Anwenders zugeschnitten ist.
-
Die Konsequenz aus beiden Effekten - historischer Datenursprung und verschiedene Sichtweisen - die zur Heterogenität der Datenarchitektur führen, ist nicht nur die Vielzahl an Datensätzen zu ein und derselben Entität, sondern im Grunde genommen die Vielzahl an Entitäten für ein und dieselbe Einheit.
-
Der Begriff der Entität wird im Folgenden verwendet um eine physische Einheit zu bezeichnen, zu der Daten vorliegen, z.B. eine Produktionsanlage, eine Baugruppe, ein Einzelteil, ein Standort, ein Kunde, einen räumlichen Bereich (Halle, Fläche, Raum, oder dergleichen), ein produziertes Gut (Coil, Stange, Bramme, oder dergleichen) oder eine abstrakte Einheit, z.B. ein Prozess, ein Ereignis, eine Bestellung, ein Arbeitsauftrag, eine Fehlermeldung, usw.
-
Dies erschwert einen Datenaustausch zwischen den einzelnen Produktionsanlagen und/oder Prozesse, insbesondere wenn diese Teilanlagen und/oder Teilprozesse umfassen. Es müssten beispielsweise entsprechende Schnittstellen bereitgestellt werden und die einzelnen Produktionsanlagen und/oder Prozesse müssten Kenntnisse über die Datenstrukturen der anderen Produktionsanlagen und/oder Prozesse haben. So ist beispielsweise die Identifizierbarkeit von Datensätzen innerhalb einer Datenverwaltungseinrichtung im Regelfall über eindeutige Identifikatoren gewährleistet, wohingegen die eindeutige Identifizierbarkeit von Datensätzen über die Grenzen einer physischen Datenverwaltungseinrichtung hinaus nicht gewährleistet ist.
-
Die notwendigen Voraussetzungen, wie Verfügbarkeit und Identifizierbarkeit von Datensätzen, und die hinreichende Voraussetzung, wie Beziehung der Daten zu einer Entität, zur Korrelation von Daten werden durch die Heterogenität der Datenverwaltungseinrichtungen aus rein datentechnischer Sicht deutlich erschwert, so dass der Aufwand zur Schaffung der technischen Grundvoraussetzungen einer Korrelation aus kaufmännischer Sicht kaum wirtschaftlich legitimierbar ist. Diese Hürde befreit den Betreiber metallurgischer Anlagen allerdings nicht von der Notwendigkeit, durch Korrelation von Daten und den daraus resultierenden Optimierungen von Betriebskosten, Reaktionsfähigkeit und Produktqualität - um nur einige zu nennen - wettbewerbsfähig zu bleiben.
-
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich und technisch optimierte Vernetzung der digitalen Einzellösungen bereitzustellen, um holistische Effekte im Sinne von Emergenz gewinnbringend zu nutzen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage, insbesondere über die gesamte Lebensdauer und/oder die gesamte metallurgische Prozesskette,
wobei jede Produktionsanlage und/oder jeder Prozess jeweils zugehörige Teilanlagen und/oder Teilprozesse umfassen kann,
wobei jede Produktionsanlage und/oder jeder Prozess eine separate Datenverwaltungseinrichtung umfasst und jede Teilanlage und/oder jeder Teilprozess eine optionale eigene Datenverwaltungseinrichtung umfassen kann, wobei in jeder separaten Datenverwaltungseinrichtung der Produktionsanlagen und/oder Prozesse und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der Teilanlagen und/oder Teilprozesse die für den jeweiligen Teil der Produktionsanlagenlage und/oder Prozess und der Teilanlagen und/oder Teilprozesse relevanten Entitäten der metallurgischen Anlage durch lokale Identifikatoren identifizierbar sind und über die lokalen Identifikatoren die den zugehörigen Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordnete Daten der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abrufbar sind,
welches sich dadurch auszeichnet, dass
das System zur Optimierung der mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozesse eine zentrale Datenverwaltungseinrichtung umfasst, in welcher jeder Entität der metallurgischen Anlage ein globaler Identifikator zugeordnet ist,
wobei dem jeweiligen globalen Identifikator in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung die entsprechenden lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zugeordnet sind, die denselben Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordnet sind, und
wobei bei der Optimierung der mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen die Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zumindest teilweise mittels der globalen Identifikatoren aggregiert und ausgewertet werden.
-
Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen der Produktionsanlagen und/oder Prozesse, die eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der Teilanlagen und/oder Teilprozesse und/oder die zentrale Datenverwaltungseinrichtung des erfindungsgemäßen Systems können als Datenbank, Datenbankmanagementsystem, Datenstruktur, Datenspeicher, oder dergleichen ausgebildet sein. Die Daten müssen dabei nicht persistierend vorliegen, sondern können auch zum Zeitpunkt des Datenzugriffs berechnet, erstellt, abgerufen, ausgelesen, bestimmt oder dergleichen werden.
-
Das erfindungsgemäße System basiert auf einer Aggregation und Auswertung sämtlicher verfügbarer Daten zu den mehreren Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage, inklusive eventueller Teilanlagen und/oder Teilprozesse. Zu jeder Produktionsanlage und/oder zu jedem Prozess werden erfasste Daten jeweils in einer separaten Datenverwaltungseinrichtung gespeichert. Ferner können zu jeder Teilanlage und/oder zu jedem Teilprozess erfasste Daten in einer optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtung gespeichert sein. Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen können unterschiedliche Strukturen aufweisen. Ferner sind die für den jeweiligen Teil der Produktionsanlagenlage und/oder Prozess und der Teilanlagen und/oder Teilprozesse relevanten Entitäten der metallurgischen Anlage durch unterschiedliche lokale Identifikatoren in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen identifizierbar. Über die unterschiedlichen lokalen Identifikatoren sind die den zugehörigen Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordneten Daten der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abrufbar.
-
Zwar sind die Daten in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen Datenverwaltungseinrichtungen verfügbar und identifizierbar, jedoch nur über die jeweiligen lokalen Identifikatoren. Bei der Mehrzahl von Produktionsanlagen und/oder Prozessen und eventuellen Teilanlagen und/oder Teilprozessen müsste jede Produktionsanlage und/oder jeder Prozess detaillierte Kenntnis von den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der anderen Produktionsanlagen und/oder Prozesse und Teilanlagen und/oder Teilprozessen haben, was jedoch aufgrund der Komplexität nicht wirtschaftlich realisierbar ist.
-
Zur Aggregation und Auswertung sieht das erfindungsgemäße System eine zentrale Datenverwaltungseinrichtung vor, in welcher jeder Entität der metallurgischen Anlage ein globaler Identifikator zugeordnet ist. Diesem globalen Identifikator sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung die entsprechenden lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zugeordnet, die denselben Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordnet sind. Dies umfasst auch einen Hinweis auf die jeweiligen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen.
-
Mittels der zentralen Datenverwaltungseinrichtung lässt sich auf einfache Art und Weise mittels des globalen Identifikators feststellen, in welchen separaten Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu einer Entität der metallurgischen Anlage gespeichert sind. Über die Verweise auf die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen lassen sich die entsprechenden Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abrufen. Auf Basis der gesamten abgerufenen Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen lassen sich die separaten Produktionsanlagen und/oder Prozesse der metallurgischen Anlage durch Aggregation und Auswertung der abgerufenen Daten optimieren.
-
Für die Aggregation und Auswertung der Daten müssen diese verfügbar und identifizierbar sowie deren Beziehung zueinander hinreichend bekannt sein. Die Verfügbarkeit in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen wird über entsprechende Schnittstellen, insbesondere programmierbare Schnittstellen, gewährleistet. Ausgehend davon, dass Daten stets einer Entität zugehörig sind, sind mit Identifizierung der Entität auch die der Entität zugehörigen Datensätze identifizierbar. Da zu einzelnen Entitäten Daten in mehreren Datenbanken vorliegen, allerdings in den jeweiligen Datenbanken mit unterschiedlichen Identifikatoren gekennzeichnet sind, erfordert die Korrelation der Daten die Kenntnis aller verschiedenen Identifikatoren zu ein und derselben Entität in den betroffenen Datenbanken. Diese Informationen - eine Liste aller Identifikatoren zu einer Entität - sollen zentral und einmalig (Single Source of Truth) gesammelt und verfügbar gemacht werden. Dies wird durch die zentrale Datenverwaltungseinrichtung des erfindungsgemäßen Systems erreicht.
-
Die zentrale Datenverwaltungseinrichtung bietet somit in erster Instanz die Funktionalität eines Registers für Identifikatoren zu ein und derselben Entität der metallurgischen Anlage in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen. Diesbezüglich verfügt die zentrale Datenverwaltungseinrichtung über globale Identifikatoren zur eineindeutigen Kennzeichnung der Entitäten der metallurgischen Anlage. In der Konsequenz stellt die zentrale Datenverwaltungseinrichtung in zweiter Instanz einen globalen Identifikator für jede Entität der metallurgischen Anlage bereit, der alle Identifikatoren zu ein und derselben Entität aus anderen Datenverwaltungseinrichtungen zusammenfasst (Stichwort „Golden Record“).
-
Auf Basis der globalen Identifikatoren aus erster und zweiter Instanz, können Applikationen, die Datensätze zu Entitäten aus der eigenen separaten (isolierten) Datenverwaltungseinrichtung verwenden, über eine Programmierschnittstelle der zentralen Datenverwaltungseinrichtung ermitteln, welche weiteren separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Informationen zu dieser konkreten Entität enthalten und die in diesen anderen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen verwendeten Identifikatoren ermitteln. Mit Kenntnis der Identifikatoren zu ein und derselben Entität in anderen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen, können über die entsprechenden Schnittstellen eben dieser anderen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen, Datensätze zu dieser konkreten Entität abgerufen und verwendet werden. In dritter Instanz dient die zentrale Datenverwaltungseinrichtung, bzw. deren Schnittstelle, als verbindendes Element.
-
Ausgehend von einem lokalen und/oder globalen Identifikator kann mittels des erfindungsgemäßen Systems festgestellt werden, welche anderen lokalen und/oder globalen Identifikatoren an einer Entität hängen.
-
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung umfassen die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu den Entitäten der metallurgischen Anlage, insbesondere Daten die für die jeweilige Produktionsanlage und/oder Produktionsprozess oder der Teilanlage und/oder Teilprozess der metallurgischen Anlage relevant sind. Insbesondere diese Daten werden bei der Optimierung durch das erfindungsgemäße System aggregiert und ausgewertet.
-
In einer erfindungsgemäßen Variante wird die Optimierung von einem übergeordneten Steuerungssystem ausgeführt, zur Optimierung der Gesamtbilanz der metallurgischen Anlage, insbesondere im Bereich der Instandhaltung, Prozessführung oder Produktqualität.
-
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird die Optimierung von einem oder mehreren voneinander unabhängig operierenden Steuerungssystemen ausgeführt, zur Optimierung einer einzelnen Produktionsanlage und/oder eines einzelnen Prozesses der metallurgischen Anlage, wobei zumindest teilweise Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der anderen voneinander unabhängig operierenden Produktionsanlagen und/oder Prozesse und Teilanlagen und/oder Teilprozesse berücksichtigt werden.
-
Ferner ist auch eine Kombination eines übergeordneten Steuerungssystems mit einem oder mehreren voneinander unabhängig operierenden Steuerungssystemen möglich. Vorzugsweise unterscheiden sich bei einer derartigen Kombination die Optimierungsbereiche, z.B. wird die Prozessführung global optimiert, während lokal die Instandhaltungsmaßnahmen optimiert werden. Es sind aber auch viele andere Kombinationen von Optimierungen möglich.
-
Nach einer Variante der Erfindung können die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zumindest teilweise unterschiedliche Strukturen aufweisen. Die jeweiligen Strukturen der einzelnen Datenverwaltungseinrichtungen sind von geringer Bedeutung, da mittels der globalen Datenverwaltungseinrichtung auf einfache Art und Weise die lokalen Identifikatoren der separaten und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen ermittelt werden können, welche ausreichend für eine Datenabfrage aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen sind.
-
In einer erfindungsgemäßen Variante können die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zumindest teilweise Daten zu denselben Entitäten der metallurgischen Anlage enthalten. Mittels der globalen Datenverwaltungseinrichtung kann festgestellt werden, in welchen separaten und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu einer Entität der metallurgischen Anlage gespeichert sind. Entgegen dem Stand der Technik lassen sich diese Daten mittels der zentralen Datenverwaltungseinrichtung identifizieren und aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abrufen, um diese nachfolgend bei der Optimierung zu aggregieren und auszuwerten.
-
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ersetzt oder ergänzt der globale Identifikator der zentralen Datenverwaltungseinrichtung die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen. In dieser Variante lassen sich die Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen auf einfache Art und Weise mittels des globalen Identifikators der zentralen Datenverwaltungseinrichtung abrufen. Dies vereinfacht beispielsweise das Abrufen von Daten aus mehreren Datenverwaltungseinrichtungen, da die jeweiligen Anfragen an die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen Datenverwaltungseinrichtungen nicht die jeweiligen zugehörigen lokalen Identifikatoren enthalten müssen, sondern alle den globalen Identifikator enthalten können.
-
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung Informationen gespeichert, in welchen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu einzelnen Entitäten der metallurgischen Anlage gespeichert sind. Dies vereinfacht das Auffinden, Abrufen, Aggregieren und Auswerten der Daten zu Entitäten der metallurgischen Anlage.
-
In einer weiteren zweckmäßigen Variante umfassen die einzelnen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Schnittstellen zum Datenaustausch untereinander.
-
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung enthält die zentrale Datenverwaltungseinrichtung zusätzlich Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage.
-
Nach einer besonderes vorteilhaften Ausgestaltung dieser Variante enthält die zentrale Datenverwaltungseinrichtung Informationen zu unterschiedlichen Arten von Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage, insbesondere zu räumlichen, funktionellen, prozessualen oder vergleichbaren Beziehungen. Entitäten können in verschiedenartigen Beziehungen stehen, z.B. räumlich (ist verbaut in; besteht aus, steht im gleichen Raum; ...), funktionell (wird gespeist von; wird gesteuert von; wird verbraucht von; ...) oder prozessual (schmelzen, gießen, walzen, ...), um nur wenige zu nennen.
In einer zweckmäßigen Variante bilden die in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung gespeicherten Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage ein Netzwerk aus.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Variante der Erfindung bildet die zentrale Datenverwaltungseinrichtung die Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage als Graph ab. Beispielsweise ist die zentrale Datenverwaltungseinrichtung dazu als Graphendatenbank ausgebildet oder die Graphen werden zur Laufzeit erzeugt. Ein Graph im Sinne der Erfindung ist dabei eine Datenstruktur, welche Entitäten über Kanten in Beziehung zueinander setzt. In der erfindungsgemäßen Variante werden also die lokalen Identifikatoren mittels Graphen über globale Identifikatoren in Beziehung zueinander gesetzt. Durch die Graphen lassen sich komplexe Strukturen der metallurgischen Anlage einfach abbilden. Die Entitäten der metallurgischen Anlage können eine Vielzahl von Beziehungen untereinander aufweisen und ein komplexes Netzwerk ausbilden, sind aber dennoch durch die Graphen einfach abzubilden. Mittels der Graphen können insbesondere auch die lokalen und/oder globalen Identifikatoren von untergeordneten und/oder übergeordneten Entitäten ermittelt werden.
-
In den einzelnen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen lassen sich die Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage durch die Struktur der Datenverwaltungseinrichtung abbilden. Da jede separate Datenverwaltungseinrichtung, ggf. in Kombination mit zugehörigen optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen einen Teilaspekt der metallurgischen Anlage abdeckt, lässt sich die Struktur des Teilaspekts üblicherweise durch eine Hierarchie abbilden, also eine auf Überordnung und Unterordnung beruhende Ordnung. Dies lässt sich einfach durch bestehende SQL-Datenbanken abbilden. Eine komplexere Art von Beziehungen, wie ein durch eine metallurgische Anlage ausgebildetes Netzwerk, lässt sich jedoch nur eingeschränkt durch verfügbare SQL-Datenbanken abbilden.
-
Innerhalb der metallurgischen Anlage können einzelne Entitäten jedoch für unterschiedliche Produktionsanlagen und/oder Prozesse und/oder unterschiedliche Teilanlagen und/oder Teilprozesse unterschiedliche Rollen einnehmen, so dass die zentrale Datenverwaltungseinrichtung grundsätzlich dazu geeignet sein muss, um ein Netzwerk von Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage abzubilden. Dies lässt sich durch den Einsatz von Graphen realisieren, wobei die Entitäten die Knoten der Graphen darstellen und die Verbindungen zwischen den Knoten die Beziehungen unter den Entitäten abbilden. Bildet man nun die Informationen aus den zuvor genannten Instanzen 1-3 der zentralen Datenverwaltungseinrichtung mittels Graphen ab, so lassen sich in vierter Instanz zudem die für eine Korrelation von Daten hinreichende Bedingung der Kenntnis von Beziehungen ebenfalls über die zentrale Datenverwaltungseinrichtung abbilden.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Variante der Erfindung ist die zentrale Datenverwaltungseinrichtung über ein Kommunikationsnetzwerk mit anderen Komponenten der metallurgischen Anlage, insbesondere den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen, verbunden. Da die einzelnen Komponenten der metallurgischen Anlage, insbesondere die mehreren Produktionsanlagen, räumlich verteilt angeordnet sein können, ist das Kommunikationsnetzwerk als überregionales Netzwerk ausgebildet.
-
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die zentrale Datenverwaltungseinrichtung eine grafische Benutzeroberfläche. Dies vereinfacht die Bedienung, Administration, Dateneigabe und dergleichen.
-
Nach einer weiteren Variante der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße System eine Schnittstelle zu einem System zur Geschäftsressourcenplanung (ERP - Enterprise Resource Planning System). Somit kann das Ergebnis der Optimierung von einem übergeordneten System weiterverarbeitet werden, insbesondere kann das Ergebnis bei einer übergeordneten Optimierung der Geschäftsressourcenplanung berücksichtigt werden.
-
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage, insbesondere über die gesamte Lebensdauer und/oder die gesamte metallurgische Prozesskette,
wobei jede Produktionsanlage und/oder jeder Prozess jeweils zugehörige Teilanlagen und/oder Teilprozesse umfassen kann,
wobei jede Produktionsanlage und/oder jeder Prozess eine separate Datenverwaltungseinrichtung umfasst und jede Teilanlage und/oder jeder Teilprozess eine optionale eigene Datenverwaltungseinrichtung umfassen kann, wobei in jeder separaten Datenverwaltungseinrichtung der Produktionsanlagen und/oder Prozesse und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der Teilanlagen und/oder Teilprozesse die für den jeweiligen Teil der Produktionsanlagenlage und/oder Prozess und der Teilanlagen und/oder Teilprozesse relevanten Entitäten der metallurgischen Anlage durch lokale Identifikatoren identifizierbar sind und über die lokalen Identifikatoren die den zugehörigen Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordnete Daten der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abrufbar sind,
welches sich dadurch auszeichnet, dass
in einer zentralen Datenverwaltungseinrichtung jeder Entität der metallurgischen Anlage ein globaler Identifikator zugeordnet ist,
wobei jedem globalen Identifikator in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung die entsprechenden lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zugeordnet sind, die denselben Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordnet sind, und
wobei bei der Optimierung der mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen die Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zumindest teilweise mittels der globalen Identifikatoren aggregiert und ausgewertet werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer Aggregation und Auswertung sämtlicher verfügbarer Daten zu den mehreren Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage, inklusive eventueller Teilanlagen und/oder Teilprozesse. Zu jeder Produktionsanlage und/oder zu jedem Prozess werden Daten erfasst und jeweils in einer separaten Datenverwaltungseinrichtung gespeichert. Ferner können zu jeder Teilanlage und/oder zu jedem Teilprozess Daten erfasst und in einer optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtung gespeichert werden. Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen können unterschiedliche Strukturen aufweisen. Ferner sind die für den jeweiligen Teil der Produktionsanlagenlage und/oder Prozess und der Teilanlagen und/oder Teilprozesse relevanten Entitäten der metallurgischen Anlage durch unterschiedliche lokale Identifikatoren in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen identifizierbar. Über die unterschiedlichen lokalen Identifikatoren können die den zugehörigen Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordneten Daten der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abgerufen werden.
-
Zwar sind die Daten in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen Datenverwaltungseinrichtungen verfügbar und identifizierbar, jedoch nur über die jeweiligen lokalen Identifikatoren. Bei der Mehrzahl von Produktionsanlagen und/oder Prozessen und eventuellen Teilanlagen und/oder Teilprozessen müsste jede Produktionsanlage und/oder jeder Prozesse detaillierte Kenntnis von den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der anderen Produktionsanlagen und/oder Prozesse und Teilanlagen und/oder Teilprozessen haben, was jedoch aufgrund der Komplexität nicht wirtschaftlich realisierbar ist.
-
Zur Aggregation und Auswertung sieht das erfindungsgemäße Verfahren eine zentrale Datenverwaltungseinrichtung vor, in welcher jeder Entität der metallurgischen Anlage ein globaler Identifikator zugeordnet ist. Diesem globalen Identifikator sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung die entsprechenden lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zugeordnet, die denselben Entitäten der metallurgischen Anlage zugeordnet sind. Dies umfasst auch einen Hinweis auf die jeweiligen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen.
-
Mittels der zentralen Datenverwaltungseinrichtung lässt sich auf einfache Art und Weise mittels des globalen Identifikators und/oder der lokalen Identifikatoren feststellen, in welchen separaten Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu einer Entität der metallurgischen Anlage gespeichert sind. Über die Verweise auf die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen lassen sich die entsprechenden Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen abrufen. Auf Basis der gesamten abgerufenen Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen lassen sich die separaten Produktionsanlagen und/oder Prozesse der metallurgischen Anlage durch Aggregation und Auswertung der abgerufenen Daten optimieren.
-
Ausgehend von einem lokalen und/oder globalen Identifikator kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt werden, welche anderen lokalen und/oder globalen Identifikatoren an einer Entität hängen.
-
Nach einer erfindungsgemäßen Variante umfassen die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu den Entitäten der metallurgischen Anlage, insbesondere Daten die für die jeweilige Produktionsanlage und/oder Produktionsprozess oder der Teilanlage und/oder Teilprozess der metallurgischen Anlage relevant sind.
-
In einer weiteren Variante der Erfindung wird die Optimierung von einem übergeordneten Steuerungssystem ausgeführt, zur Optimierung der Gesamtbilanz der metallurgischen Anlage, insbesondere im Bereich der Instandhaltung, Prozessführung oder Produktqualität.
-
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Variante wird die Optimierung von einem oder mehreren voneinander unabhängig operierenden Steuerungssystemen ausgeführt, zur Optimierung einer einzelnen Produktionsanlage und/oder eines einzelnen Prozesses der metallurgischen Anlage, wobei zumindest teilweise Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen der anderen voneinander unabhängig operierenden Produktionsanlagen und/oder Prozesse und Teilanlagen und/oder Teilprozesse berücksichtigt werden.
-
Nach einer Variante der Erfindung erfolgt die Speicherung der Daten und/oder der lokalen Identifikatoren in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zumindest teilweise in unterschiedlichen Strukturen.
-
In einer zweckmäßigen erfindungsgemäßen Variante sind in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen zumindest teilweise Daten zu denselben Entitäten der metallurgischen Anlage gespeichert.
-
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ersetzt oder ergänzt der globale Identifikator der zentralen Datenverwaltungseinrichtung die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen. In dieser Variante lassen sich die Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen auf einfache Art und Weise mittels des globalen Identifikators der zentralen Datenverwaltungseinrichtung abrufen. Dies vereinfacht beispielsweise das Abrufen von Daten aus mehreren Datenverwaltungseinrichtungen, da die jeweiligen Anfragen an die separaten Datenverwaltungseinrichtungen und optionalen Datenverwaltungseinrichtungen nicht die jeweiligen zugehörigen lokalen Identifikatoren enthalten müssen, sondern alle den globalen Identifikator enthalten können.
-
Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtungen Informationen gespeichert, in welchen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Daten zu einzelnen Entitäten der metallurgischen Anlage gespeichert sind.
-
In einer weiteren zweckmäßigen Variante tauschen die einzelnen separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen Daten untereinander aus.
-
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung zusätzlich Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage gespeichert. Insbesondere sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung Informationen zu unterschiedlichen Arten von Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage gespeichert, beispielsweise zu räumlichen, funktionellen, prozessualen oder vergleichbaren Beziehungen.
-
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung bilden die in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung gespeicherten Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage ein Netzwerk aus.
-
In einer zweckmäßigen Variante der Erfindung bildet die zentrale Datenverwaltungseinrichtung die Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage als Graph ab. Beispielsweise ist die zentrale Datenverwaltungseinrichtung dazu als Graphendatenbank ausgebildet oder die Graphen werden zur Laufzeit erzeugt. Ein Graph im Sinne der Erfindung ist dabei eine Datenstruktur, welche Entitäten über Kanten in Beziehung zueinander setzt. In der erfindungsgemäßen Variante werden also die lokalen Identifikatoren mittels Graphen über globale Identifikatoren in Beziehung zueinander gesetzt. Durch die Graphen lassen sich komplexe Strukturen der metallurgischen Anlage einfach abbilden. Die Entitäten der metallurgischen Anlage können eine Vielzahl von Beziehungen untereinander aufweisen und ein komplexes Netzwerk ausbilden, sind aber dennoch durch die Graphen einfach abzubilden.
-
Mittels der Graphen können insbesondere auch die lokalen und/oder globalen Identifikatoren von übergeordneten und/oder untergeordneten Entitäten ermittelt werden.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Variante der Erfindung kann die zentrale Datenverwaltungseinrichtung über ein Kommunikationsnetzwerk mit anderen Komponenten der metallurgischen Anlage, insbesondere den separaten Datenverwaltungseinrichtungen und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen, kommunizieren.
-
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Variante umfasst das Verfahren eine Dateneingabe über eine grafische Benutzeroberfläche der zentralen Datenverwaltungseinrichtung.
-
In einer bevorzugten Variante der Erfindung kann ein System zur Geschäftsressourcenplanung (ERP - Enterprise Resource Planning System) auf die zentralen Datenverwaltungseinrichtung bzw. das erfindungsgemäße System zugreifen.
-
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 dass das erfindungsgemäße System das erfindungsgemäße Verfahre ausführt.
-
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor einen digitalen Microservice mit den zuvor beschriebenen Funktionen, insbesondere den genannten Instanzen, bereit zu stellen, der Entitäten beispielsweise durch eine alphanumerische Zeichenfolge eineindeutig identifiziert und Strukturen von - bzw. Beziehungen zwischen - diesen Entitäten sowohl instantan, als auch beliebig skalierbar, abzubilden vermag. Der Microservice erfüllt somit die notwendige Bedingung der Identifizierbarkeit als auch die hinreichende Bedingung der Kenntnis von Beziehungen, mit dem Zweck gezielt Datenaustausch zwischen den zu verbindenden digitalen Lösungen sowie die Ableitung von Erkenntnissen zu ermöglichen. Zudem ist eine schnelle Umstrukturierung zur Darstellung der anwendungsspezifischen Perspektiven möglich, ohne die eindeutige Identifikation der Assets zu verlieren.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen und/oder Prozessen einer metallurgischen Anlage.
-
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen 2 und/oder Prozessen 2 einer metallurgischen Anlage 3, insbesondere über die gesamte Lebensdauer und/oder die gesamte metallurgische Prozesskette. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die metallurgische Anlage 3 insgesamt 4 Produktionsanlagen 2 bzw. Prozesse 2.
-
Jede Produktionsanlage 2 bzw. jeder Prozess 2 kann zugehörige Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 umfassen. Es ist diesbezüglich auch möglich, dass eine Produktionsanlage 2 einen oder mehrere Teilprozesse 4 aufweist oder ein Prozess 2 eine oder mehrere Teilanlage 4 umfasst. Hinsichtlich der Kombinationsmöglichkeiten ist die vorliegende Erfindung keinesfalls eingeschränkt.
Jede Produktionsanlage 2 und/oder jeder Prozess 2 umfasst eine separate Datenverwaltungseinrichtung 5 umfasst und jede Teilanlage 4 und/oder jeder Teilprozess 4 kann eine optionale eigene Datenverwaltungseinrichtung 6 umfassen.
-
Umfasst die Produktionsanlage 2 oder der Prozess 2 keine Teilanlage 4 oder Teilprozess 4, so umfasst diese Produktionsanlage 2 bzw. der Prozess 2 eine separate Datenverwaltungseinrichtung 5, wie in der rechten oberen Ecke von 1 dargestellt. Umfasst die Produktionsanlage 2 bzw. der Prozess 2 zusätzlich eine Teilanlage 4 oder einen Teilprozess 4, so kann diese Teilanlage 4 bzw. dieser Teilprozess 4 eine optionale eigene Datenverwaltungseinrichtung 6 umfassen, wie in der unteren linken Ecke von 1 dargestellt. In 1 sind die separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 schwarz ausgefüllt dargestellt, während die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 nicht ausgefüllt dargestellt sind.
-
Eine Produktionsanlage 2 bzw. ein Prozess 2 kann auch mehre Teilanalagen 4 oder Teilprozesse 4 umfassen, wie beispielsweise in der oberen linken Ecke und unteren rechten Ecke von 1 dargestellt. Diesbezüglich ist die vorliegende Erfindung auch nicht auf eine Art von Hierarchie beschränkt, sondern die Teilanlagen 4 bzw. Teilprozesse 4 können auf derselben Ebene angeordnet sein oder auch hierarchisch oder gemischt. Gemäß der rechten unteren Ecke von 1 umfasst die Produktionsanlage 2 bzw. der Prozess 2 beispielsweise drei Teilanlagen 4 bzw. Teilprozesse 4, welche auf derselben Ebene angeordnet sind. Wenigstens eine Teilanlage 4 bzw. ein Teilprozess 4 muss eine Datenverwaltungseinrichtung aufweisen, welche erfindungsgemäß als separate Datenverwaltungseinrichtung 5 bezeichnet wird. Die anderen Teilanlagen 4 bzw. Teilprozesse 4 können ebenfalls Datenverwaltungseinrichtungen aufweisen, welche dann als optionale eigene Datenverwaltungseinrichtungen 6 bezeichnet werden. Wie in der oberen linken Ecke von 1 dargestellt, ist es auch möglich, dass eine Teilanlage 4 bzw. ein Teilprozess 4 keine eigene Datenverwaltungseinrichtung 6 aufweist. Dies ist durch die vierte Teilanalage 4 bzw. Teilprozess 4 symbolisiert.
-
Grundsätzlich umfasst jede Produktionsanlage 2 bzw. jeder Prozess 2 wenigstens eine separate Datenverwaltungseinrichtung 5, welche auch von einer Teilanlage 4 bzw. einem Teilprozess 4 bereitgestellt werden kann. Die optionalen Teilanlagen 4 und Teilprozesse 4 können weitere Datenverwaltungseinrichtungen umfassen, welche erfindungsgemäß als optionale eigene Datenverwaltungseinrichtungen 6 bezeichnet werden. Die gewählte Bezeichnung ist jedoch nicht beschränkend auszulegen, ebenso wie eine mögliche Hierarchie der Datenverwaltungseinrichtungen untereinander.
-
In jeder separaten Datenverwaltungseinrichtung 5 der Produktionsanlagen 2 und/oder Prozesse 2 und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 der Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 sind die für den jeweiligen Teil der Produktionsanlagenlage 2 und/oder Prozess 2 und der Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 relevanten Entitäten der metallurgischen Anlage 3 durch lokale Identifikatoren identifizierbar. Über die lokalen Identifikatoren sind die den zugehörigen Entitäten der metallurgischen Anlage 3 zugeordnete Daten der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 abrufbar.
-
Das erfindungsgemäße System 1 zur Optimierung der mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen 2 und/oder Prozesse 2 umfasst eine zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7, in welcher jeder Entität der metallurgischen Anlage 3 ein globaler Identifikator zugeordnet ist. Dem jeweiligen globalen Identifikator in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 sind die entsprechenden lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 zugeordnet, die denselben Entitäten der metallurgischen Anlage 3 zugeordnet sind. Erfindungsgemäß werden bei der Optimierung der mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen 2 und/oder Prozessen 2 die Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 zumindest teilweise mittels der globalen Identifikatoren aggregiert und ausgewertet.
-
Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 umfassen Daten zu den Entitäten der metallurgischen Anlage 3, insbesondere Daten die für die jeweilige Produktionsanlage 2 und/oder Prozess 2 oder der Teilanlage 4 und/oder Teilprozess 4 der metallurgischen Anlage 3 relevant sind.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 1 wird die Optimierung von einem übergeordneten Steuerungssystem 1 ausgeführt, insbesondere zur Optimierung der Gesamtbilanz der metallurgischen Anlage 3. Die Optimierung erfolgt beispielsweise im Bereich der Instandhaltung, Prozessführung oder Produktqualität.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Optimierung von einem oder mehreren voneinander unabhängig operierenden Steuerungssystemen 1 ausgeführt werden, zur Optimierung einer einzelnen Produktionsanlage 2 und/oder eines einzelnen Prozesses 2 der metallurgischen Anlage 3, wobei zumindest teilweise Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 der anderen voneinander unabhängig operierenden Produktionsanlagen 2 und/oder Prozesse 2 und Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 berücksichtigt werden.
-
Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 können zumindest teilweise unterschiedliche Strukturen aufweisen. Die unterschiedlichen Strukturen haben keinen negativen Einfluss, da die in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 enthaltenen Daten über die zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7 einfach abgerufen werden können, insbesondere mittels des globalen Identifikators, welcher auf die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 verweist.
-
Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 können zumindest teilweise Daten zu denselben Entitäten der metallurgischen Anlage 3 enthalten. In der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 sind Informationen gespeichert, in welchen separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 Daten zu einzelnen Entitäten der metallurgischen Anlage 3 gespeichert sind. Dadurch sind auch in mehreren separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 gespeicherte Daten einfach abrufbar.
-
Vorzugsweise ersetzt oder ergänzt der globale Identifikator der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6.
-
Zweckmäßigerweise umfassen die einzelnen separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 Schnittstellen zum Datenaustausch 8 untereinander.
Vorteilhafterweise enthält die zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7 zusätzlich Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage 3. Insbesondere enthält die zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7 Informationen zu unterschiedlichen Arten von Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage 3. Dies betrifft beispielsweise räumliche, funktionelle, prozessuale oder vergleichbare Beziehungen. Die in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 gespeicherten Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage 3 können ein Netzwerk ausbilden. In dieser Variante der Erfindung bildet die zentrale Datenverwaltungseinrichtung die Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage als Graph ab.
-
Die zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7 ist zweckmäßigerweise über ein Kommunikationsnetzwerk mit anderen Komponenten der metallurgischen Anlage 3, insbesondere den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6, verbunden. Dabei kann es sich um ein lokales Kommunikationsnetzwerk oder ein überregionales Kommunikationsnetzwerk wie dem Internet handeln. Die Erfindung ist hinsichtlich der verwendeten Kommunikationstechnik nicht eingeschränkt.
-
Weiterhin kann das erfindungsgemäße System 1 bzw. die zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7 eine grafische Benutzeroberfläche 9 umfassen und/oder eine Schnittstelle zu einem System zur Geschäftsressourcenplanung (ERP - Enterprise Resource Planning System).
-
Mittels des erfindungsgemäßen Systems 1 lässt sich ein Verfahren zur Optimierung von mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen 2 und/oder Prozessen 2 einer metallurgischen Anlage 3, insbesondere über die gesamte Lebensdauer und/oder die gesamte metallurgische Prozesskette, ausführen,
wobei jede Produktionsanlage 2 und/oder jeder Prozess 2 jeweils zugehörige Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 umfassen kann,
wobei jede Produktionsanlage 2 und/oder jeder Prozess 2 eine separate Datenverwaltungseinrichtung 5 umfasst und jede Teilanlage 4 und/oder jeder Teilprozess 4 eine optionale eigene Datenverwaltungseinrichtung 6 umfassen kann,
wobei in jeder separaten Datenverwaltungseinrichtung 5 der Produktionsanlagen 2 und/oder Prozesse 2 und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 der Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 die für den jeweiligen Teil der Produktionsanlagenlage 2 und/oder Prozess 2 und der Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 relevanten Entitäten der metallurgischen Anlage 3 durch lokale Identifikatoren identifizierbar sind und über die lokalen Identifikatoren die den zugehörigen Entitäten der metallurgischen Anlage 3 zugeordnete Daten der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 abrufbar sind,
welches sich dadurch auszeichnet, dass
in einer zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 jeder Entität der metallurgischen Anlage 7 ein globaler Identifikator zugeordnet ist,
wobei jedem globalen Identifikator in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 die entsprechenden lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und der optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 zugeordnet sind, die denselben Entitäten der metallurgischen Anlage 3 zugeordnet sind, und
wobei bei der Optimierung der mehreren zumindest teilweise miteinander verknüpften Produktionsanlagen 2 und/oder Prozessen 2 die Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 zumindest teilweise mittels der globalen Identifikatoren aggregiert und ausgewertet werden.
-
Die separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und die optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 umfassen Daten zu den Entitäten der metallurgischen Anlage 3, insbesondere Daten die für die jeweilige Produktionsanlage 2 und/oder Prozess 2 oder der Teilanlage 4 und/oder Teilprozess 4 der metallurgischen Anlage 3 relevant sind. In den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 können zumindest teilweise Daten zu denselben Entitäten der metallurgischen Anlage 3 gespeichert sein. Vorzugsweise sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtungen 7 Informationen gespeichert, in welchen separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 Daten zu einzelnen Entitäten der metallurgischen Anlage 3 gespeichert sind.
-
Die Optimierung wird gemäß dem System 1 aus 1 von einem übergeordneten Steuerungssystem 1 ausgeführt, zur Optimierung der Gesamtbilanz der metallurgischen Anlage 3, insbesondere im Bereich der Instandhaltung, Prozessführung oder Produktqualität. Alternativ oder zusätzlich kann die Optimierung von einem oder mehreren voneinander unabhängig operierenden Steuerungssystemen 1 ausgeführt werden, zur Optimierung einer einzelnen Produktionsanlage 2 und/oder eines einzelnen Prozesses 2 der metallurgischen Anlage 3, wobei zumindest teilweise Daten aus den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und den optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 der anderen voneinander unabhängig operierenden Produktionsanlagen 2 und/oder Prozesse 2 und Teilanlagen 4 und/oder Teilprozesse 4 berücksichtigt werden.
-
Erfindungsgemäß kann die Speicherung der Daten und/oder der lokalen Identifikatoren in den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 zumindest teilweise in unterschiedlichen Strukturen erfolgen.
Zweckmäßigerweise ersetzt oder ergänzt der globale Identifikator der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 die lokalen Identifikatoren der separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6.
-
Die einzelnen separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6 können Daten untereinander austauschen.
-
Vorteilhafterweise sind in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 zusätzlich Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage 3 gespeichert, insbesondere Informationen zu unterschiedlichen Arten von Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage 3. Die Beziehungen betreffen beispielsweise räumliche, funktionelle, prozessuale oder vergleichbare Beziehungen. Die in der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 gespeicherten Informationen zu Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage 3 können ein Netzwerk ausbilden, insbesondere mit beliebiger Struktur. In dieser Variante der Erfindung bildet die zentrale Datenverwaltungseinrichtung die Beziehungen zwischen den Entitäten der metallurgischen Anlage als Graph ab.
-
Die zentrale Datenverwaltungseinrichtung 7 ist ferner ausgebildet, um über ein Kommunikationsnetzwerk mit anderen Komponenten der metallurgischen Anlage 3, insbesondere den separaten Datenverwaltungseinrichtungen 5 und/oder optionalen eigenen Datenverwaltungseinrichtungen 6, zu kommunizieren.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch eine Dateneingabe über eine grafische Benutzeroberfläche 9 der zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 umfassen.
-
Zur weiteren Verwendung der Optimierungsergebnisse kann ein System zur Geschäftsressourcenplanung (ERP - Enterprise Resource Planning System) auf die zentralen Datenverwaltungseinrichtung 7 bzw. das erfindungsgemäße System zugreifen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- System
- 2
- Produktionsanlage/Prozess
- 3
- metallurgische Anlage
- 4
- Teilanlage/Teilprozess
- 5
- separate Datenverwaltungseinrichtung
- 6
- optionale eigene Datenverwaltungseinrichtung
- 7
- zentrale Datenverwaltungseinrichtung
- 8
- Datenaustausch
- 9
- grafische Benutzeroberfläche
