DE69615925T2

DE69615925T2 - Planungssystem für ein modulares Druckgerät

Info

Publication number: DE69615925T2
Application number: DE69615925T
Authority: DE
Inventors: Markus P. J. Fromherz
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2016-06-08
Also published as: EP0747794A2; JP4040708B2; EP0747794B1; EP0747794A3; US5668942A; JPH091898A; DE69615925D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Technik von Druckmaschinen und insbesondere Fotodupliziermaschinen wie Kopierer.
Die vorliegende Erfindung ist besonders anwendbar auf ein generisches Beschreibungsformat für die Beschreibung von Komponenten unabhängig von ihrer Umgebung oder ihrem Zusammenwirken mit anderen Komponenten. Das System ermöglicht das automatische Einplanen von Druckaufträgen gemäß den Fähigkeiten, die modularen Komponenten zugeordnet sind, welche eine Druckmaschine bilden, und System wird mit besonderem Bezug darauf beschrieben. Jedoch wird anerkannt, dass die Erfindung breitere Anwendungen hat, wie etwa das Vorsehen einer automatischen Beurteilung der Maschinenfähigkeiten hinsichtlich modularer Komponenten, wie auch mit Blick darauf eine auftragsspezifischen Nutzung auf wirksame Weise.
Gegenwärtig betriebene Maschinen, wie etwa Fotokopierer, werden häufig aus vorgefertigten Komponenten konstruiert. Solch eine Herstellung ermöglicht eine Massenproduktion jeder der Unterkomponenten einer Maschine, während gleichzeitig eine Anpassung an die Bedürfnisse der Verbraucher ermöglicht wird. Ferner wird dem Verbraucher ein Mittel an die Hand gegeben, mit dem er die Fähigkeiten der existierenden Basiseinheit ändern oder aufrüsten kann.
Frühere Systeme für verteiltes Drucken und verteilte Auftragsplanung können in den US-Patenten Nr. 5,287,194 und 5,363,175 gefunden werden, die gemeinsam im Besitz des Anmelders dieser Erfindung sind.
Das Patent EP-A-0 578 264 legt ein System und ein Verfahren für die Analyse der Ausführungszeiten von Zeichnungsprimitiven offen, wodurch es dem betreuenden Rechner zu bestimmen ermöglicht wird, ob ein Drucker in der Lage ist, Zeichnungsprimitive in Echtzeit umzusetzen. Das System nach EP-A-0 578 264 übergibt eine Serie von Testinstruktionen an den Drucker zu dem Zeitpunkt, an dem der Drucker auf dem betreuenden Rechner eingerichtet wird. Ein Zeitglied wird verwendet, um eine vorbestimmte Zeitspanne auszumessen, während der die Zeichnungsprimitive an den Drucker zwecks Ausführung übergeben werden. Aus der Basis der Anzahl von Zeichnungsprimitiven, die ausgeführt werden, und der Art der ausgeführten Zeichnungsprimitive konstruiert das System ein Druckermodell.
Das US-Patent Nr. 5,408,663 legt ein Verfahren zum Betrieb eines Digitalrechners offen, um Projektplanung zu optimieren. Wenn die Gesamtwirkungen eines Plans, wie etwa die Gesamtkosten der Projektdauer, unbefriedigend sind, wird der Plan iterativ überarbeitet, so dass bei jeder Iteration eine bestimmte Aufgabe für Modifikationen nach einer voreingestellten Vorgehensweise ausgewählt wird, und die einen Aspekt dieser Aufgabe definierenden Daten in einem kleinen Schritt angepaßt werden. Ein Plan wird weiter optimiert, um zu den verfügbaren Hilfsmitteln zu passen, durch einen sich wiederholenden Prozeß der Zuweisung von Hilfsmitteln mit geeigneten Fähigkeiten zu den Aufträgen entsprechend einer vorbestimmten Auftragsreihenfolge und der Prüfung, ob das zugewiesene Hilfsmittel eine Verkürzung der Auftragsdauer erlaubt. Weitere Verfahren wählen eine optimale Mischung der Fähigkeiten aus, die von jeder der verschiedenen, für ein Projekt anzuschaffenden Hilfsmittel geboten werden.
Eine Frage bei modularem Zusammenbau integrierter Einheiten ergibt sich bei der Konfigurierung und der optimierten Nutzung eines vervollständigten Systems. Während dieses eine Frage für den Hersteller einer Eingangseinheit ist, ist es eine noch größere Frage für den Endbenutzer. Endbenutzer sind häufig technisch unverbildet. Jedoch werden sie von einem Wunsch nach vergrößerten Fähigkeiten einer Maschine erfüllt. Gleichzeitig würden sie gern vermeiden, ihren Anfangseinsatz zu vergrößern. Verbraucher werden auch abgeschreckt durch Ausgaben, die sich durch die Anstellung professioneller Mitarbeiter für die Aufrüstung oder Konfigurierung existierender Geräte ergeben.
Es ist deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes System für die automatische Ermittlung der Fähigkeiten der Maschine vorzusehen mit einer erhöhten Brauchbarkeit und Konfigurierbarkeit, sowohl bevor als auch nachdem die Maschine die Fabrik verläßt.
Das Ziel wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein System vorgesehen für die generische und einzigartige Beschreibung der Fähigkeiten verschiedener individueller modularer Maschinenkomponenten für die Druckmaschinenplanung.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System vorgesehen für die Integration solcher generischen Komponentenbeschreibungen, um so die automatische Erkennung der Anwesenheit einer oder mehrerer Unterbaugruppen und die Kommunikation ihrer verschiedenen funktionalen Beschreibungen an eine zentralisierte Prozessoreinheit zwecks Bewertung und Analyse zu ermöglichen.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System vorgesehen für eine Umgebung, die angepaßt ist an die effiziente, automatische Planung einer Vielzahl von Druckaufträgen von unterschiedlichen oder sich verändernden Charakteristiken.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Druckmaschinenmodells, das förderlich ist für die leichte und automatische Konfigurierung auf unterschiedliche oder sich verändernde Unterbaugruppen.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Druckmaschine, die angepaßt ist auf eine schnelle Konfigurierung auf maximales Potenzial durch den Endbenutzer.
Noch ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein Vorsehen einer Druckmaschine, die den Druckdurchsatz maximiert, indem sie angepaßt ist auf ein effizientes Verplanen und die Verwendung modularer Komponenten entsprechend Druckaufträgen, die vom Benutzer spezifiziert sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird in dieser Spezifikation weiter beispielsweise und im Detail beschrieben mit Bezug auf die und wie veranschaulicht durch die begleitenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer repräsentativen, modularen Druckmaschine ist, die die automatische Konfigurierung und Verplanung nach der vorliegenden Erfindung integriert;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zeigt, das im Detail die hierarchische Ordnung der Operationen beschreibt, um die Konfigurierung und Verplanung nach der vorliegenden Erfindung zu erreichen;
Fig. 3 ein Diagramm einer repräsentativen, generischen Beschreibung einer Druckmaschinenkomponente vorsieht, wie sie verwendet wird in Verbindung mit dem Gegenstand, der automatisierten Verplanung und Konfigurierung nach der vorliegenden Erfindung; und;
Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, das das Zusammenwirken des Planers und des Steuerungscodes unter Verwendung von Hilfsmitteln darstellt, wie in der vorliegenden Erfindung vorgesehen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Hinwendung auf die Zeichnungen, deren Zweck es ist, die bevorzugten Ausführungen der Erfindung zu veranschaulichen, und deren Zweck es nicht ist, die Erfindung zu begrenzen, veranschaulicht Fig. 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer modularen Druckmaschine A, die eine Vielzahl von Modulen oder Unterbaugruppen B und eine Datenprozessoreinheit für Konfigurierung und Planung C enthält. Wie hier verwendet, schließt "Druckmaschine" eine jede reprografische Maschine ein, wie etwa Drucker, Kopierer, Faksimilemaschinen und Ähnliches.
Wie unten detailliert wird, werden verschiedene Fähigkeiten, mit denen jeder der Module B versehen sind, in dem Datenprozessor C ermittelt und korreliert. Solch korrelierten und analysierten Daten werden weiter untersucht hinsichtlich einer Benutzereingabe, die eine gewünschte Druckeroperation oder eine Serie von Operationen definiert. Dieses wird wiederum verwendet, um den Betrieb der Druckmaschine zu optimieren, zu planen und zu steuern, um eine Serie von Druckaufträgen am effizientesten durchzuführen. Das vorliegende System wird beispielsweise mit einer Kopiermaschine beschrieben. Es wird anerkannt, dass die generische Beschreibung, die Ermittlung der Hilfsmittel und die Planung auf jeder modularen, Material behandelnden Maschine praktiziert werden kann.
Mit dem besonderen Beispiel von Fig. 1 werden die Module B veranschaulicht, dass sie eine Vielzahl von Papierablagefächern enthalten. In der Darstellung sind dieses die Fächer 10, 12 und 14. Die Vielzahl von Fächern kann repräsentativ sein für unterschiedliche Papiergrößen oder für Hilfs- oder reservierte Ablagemöglichkeiten. Ein Blattzuführungsmechanismus wird schematisch bei 16 dargestellt. Wie von einem mit normalem technischen Verständnis anerkannt wird, dient eine Blattzuführung wie die bei 16 dargestellte dazu, ein Papierblatt von einem oder mehreren der Fächer zu holen.
Die Papierzuführung 16 führt Blattpapier dem Förderband 18 zu. Das Förderband 18 führt wiederum Blattpapier dem Druckmechanismus 20 zu, dessen spezielle Konstruktion sehr wohl einem mit normalem technischen Verständnis bekannt ist. Auch ist in der Zeichnung ein Wendemechanismus 30 veranschaulicht, der Blattpapier, das mit dem Förderband 18 wandert, selektiv wenden oder umdrehen kann. Eine Rückführungseinheit 32 ist vorgesehen für die Rückführung des Blattpapiers zum Druckmechanismus 20 für das beidseitige Bedrucken.
In der Darstellung sieht das Förderband einen Pfad zum Ablagemechanismus 34 für das selektive Ablegen gedruckter Dokumente vor. Die letzte dargestellte Komponente in der Gruppe der Module B zeigt eine Vielzahl von Ablagefächern, die durch die Fächer 38 und 40 repräsentiert werden.
Unter Hinwendung auf die Datenprozessoreinheit C ist dort drin eine Dateneingabe-/ -ausgabeeinheit 40 ("I/O"), die in Datenkommunikation mit einem Zentralverarbeitungs-/ Speicherplanungseinheit 42 ("CPU") steht, deren Details weiter unten weiter beschrieben werden. Ein Datenpfad wird vorgesehen zwischen der Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 40 und jedem der Module B.
In der bevorzugten Ausführungsform enthält jedes Modul in sich eine Beschreibung, die seinen verschiedenen Funktionen und Fähigkeiten zugeordnet ist. Die Einzelheiten einer solchen generischen Beschreibung werden weiter unten detailliert. Der Datenpfad zwischen jedem der dargestellten Module und der Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 40 ermöglicht die Erfassung aller dieser Beschreibungen durch die Datenprozessoreinheit C. In der bevorzugten Ausführungsform kommuniziert jeder Modul B seine zugeordnete Beschreibung an die Dateneingabe-/-ausgabeeinheit bei der Verbindung zur modularen Druckmaschine A. Diese Fähigkeit ermöglicht eine "plug-and-play"-Fähigkeit des vorliegenden Systems.
Datenverbindungen zwischen der Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 40 des Datenprozessors C und den verschiedenen Modulen B ermöglicht auch die Aktivierung ihrer Steuerung. So hat die Datenprozessoreinheit C von den verfügbaren Modulen den kompletten Satz von Fähigkeiten der modularen Druckmaschine A ermittelt. Diese Information, gekoppelt mit der Benutzereingabe 44 in die Dateneingabe-/-ausgabeeinheit 40 ermöglicht eine effiziente Verplanung der verfügbaren, modularen Hilfsmittel, um eine Reihe von Druckaufträgen unter Verwendung der verfügbaren Komponenten fertigzustellen.
Unter Hinwendung auf Fig. 2 wird nun das grundsätzliche Format für generische Druckmaschinenbeschreibung und -verplanung beschrieben. Unter Anspielung auf frühere, vergangene Versuche für automatisierte Druckmaschinen basierte die Verplanungssoftware auf einer Analyse einer kompletten Maschinenkonfiguration. Die Ergebnisse dieser Analyse waren erforderlich für das Schreiben dedizierter Software, die auf eine bestimmte Konfiguration ausgerichtet war. Folglich sieht das vorliegende System die Trennung der Planungssoftware in zwei Teile vor. In einem ersten Teil wird eine Planerarchitektur mit generischen Algorithmen vorgesehen. In einem zweiten Teil wird maschinenspezifische Information auch in einem Format vorgesehen, das unten detailliert wird.
Angenommen, ein Dokument sei auf einer gegebenen Druckmaschine zu drucken, dann wird ein Planer vorgesehen, der dazu dient, die Maschinenoperationen für die Herstellung eines Dokuments zu identifizieren, zu planen und anzustoßen. In der Zeichnung von Fig. 1 können solche Operationen das Zuführen von Papierblättern, das Transportieren der Blätter, die Vorbereitung der Abbilder, das Übertragen der Abbilder auf die Blätter, u. s. w. einschließen. Es wird anerkannt, dass ein zu druckendes Dokument typisch inkrementell (d. h. Blatt für Blatt) ankommt. Das Erstellen eines Plans und seine Ausführung (das Drucken) passiert gewöhnlich gleichzeitig. Folglich wird die von einem Planer verwendete, maschinenspezifische Information vorteilhafterweise strukturiert, so dass der Planer in der Lage ist, die Operationen zu identifizieren, die das gewünschte Blatt produzieren. Ferner muß das System Bescheid wissen über die Einschränkungen, die bei der Planung von Operationen zu beachten sind. Zusätzlich ist das System ausgerüstet mit einer Einrichtung, durch die es geeignete Kommandos an die Module senden kann, um ihnen zu ermöglichen, ihre verfügbaren Funktionen auszuführen.
In dem Diagramm von Fig. 2 ist das spezielle System für die Vorbereitung der maschinenspezifischen Information dargestellt. Das System beginnt mit der Verwendung erklärender Beschreibungen (Modelle) der Druckmaschinenmodule in Block 100. Solch ein Modell enthält vorzugsweise eine Beschreibung der Struktur eines Moduls und des möglichen Verhaltens ihrer Komponenten. Wie in dem Beispiel von Fig. 1 bemerkt, schließen mögliche Komponenten die Zuführungsfächer, das Förderband, Übergabekomponenten, Wender, Tore u. s. w. ein. Ein mögliches Verhalten kann z. B. sein, an einem Wender entweder vorbeizulaufen oder ihn zum Wenden eines Blatts zu benutzen. Der Schritt des Modellierens wird typisch durch einen Ingenieur unter Verwendung einer Modellierungssprache durchgeführt, und die Details einer bevorzugten Ausführungsform davon werden unten vorgesehen.
In Block 102 ist ein Modul bereits durch seine Komponenten modelliert worden. Als Nächstes wird dann eine automatische Ableitung des möglichen Verhaltens eines gesamten Moduls aus Information erzeugt, die von den Komponentenmodulen ermittelt wurde. Diese Ableitung kann beispielsweise durchgeführt werden durch Simulation oder teilweise Auswertung und durch Vorstellungen. Simulation wird allgemein verstanden als die Ausführung von Modellen, um die Ausführung des realen Systems zu spiegeln. Teilweise Ausführung wird allgemein verstanden als die teilweise Ausführung von Programmen, was gewisse Teile des Programms unausgeführt und zu einer späteren Zeit auszuwerten läßt. Vorstellungen werden allgemein verstanden als die Erkundung aller potenziellen Verhaltensweisen eines Systems, z. B. durch wiederholte und auf verschiedenen Wegen ausgeführte Simulation oder teilweise Auswertung seiner Module. Das sich ergebende Modulverhalten besteht aus einer Ausgabe, die durch ein bestimmtes Verhalten erzeugt wird, Eingaben, aus denen die Ausgabe erzeugt wird, individuelle Operationen, die für die Produktion benötigt werden, (sein Fahrplan), wie auch verschiedene Einschränkungen bei Hilfsmitteln und zu beachtende Zeitabläufe bei der Durchführung der Operationen. Einige oder alle dieser Informationen können vorteilhafterweise vorübersetzt sein. Z. B. kann dieses übersetzt sein in Finite-Zustände-Maschinen.
Wenn Druckmaschinenmodule B (Fig. 1) zusammengeschaltet werden, um eine neue Konfiguration zu ergeben, werden unterschiedliche Modulverhalten aufgenommen und über eine Datenprozessoreinheit C automatisch zusammengefügt, um mögliche Verhalten einer gesamten Druckmaschine A zu erzeugen.
Es kann auch passend ermöglicht werden, das oben angeführte Zusammenfügen dynamisch auszuführen, d. h. jedes Mal, wenn ein Verhalten durch den Planer ausgewählt wird, fügt er das Modulverhalten im Fluge zusammen. So kann ein Zusammenfügen nur einmal durchgeführt werden (nachdem die Module zum ersten Mal zusammengesteckt worden sind), oder es kann jedes Mal bei Bedarf durchgeführt werden. Die letzte Option hat den Vorteil, dynamisch Moduländerungen zu berücksichtigen. So kann das System die Sequenz von Fig. 2 jedesmal durchführen, wenn ein Maschinenverhalten ausgewählt wird. Es kann wegen der zeitraubenden Berechnungen untragbar sein, so zu verfahren. Jedoch kann dies ein effizienterer Ansatz unter spezifischen Umständen sein.
In Block 104 wird das vorgenannte Gesamtverhalten vorteilhafterweise in einem Format modelliert, das ähnlich ist wie jenes, das dem oben angeführten, individuellen Modulverhalten zugeordnet ist. Durch ein ausgeprägtes Gesamtverhalten sieht das System eine Ausgabebeschreibung (für Verhaltensidentifizierung), Hilfsmittel- und Zeitablaufeinschränkungen (für ein Aneinanderreihen) und Daten vor, die einen Laufplan (für anschließende Steuerung der Maschinenoperationen) enthalten.
Als Nächstes wird ein Teil der Maschinenverhaltensinformation vorteilhafterweise für die effiziente Nutzung in einem Maschinenverplanungsalgorithmus übersetzt, und das System geht zu Block 106. Beispielsweise kann die Übersetzung des potenziellen Zusammenwirkens von Zeitablauf und Hilfsmitteleinschränkungen an einer Finite-Zustände- Maschine gemacht werden. In Block 108 wurde ein vollständiger Satz von übersetzten Verhaltensweise ermittelt.
Zuletzt wird in Block 110 eine Ausgabebeschreibung der Maschinenverhalten von einem generischen Planer verwendet, um Verhaltensweisen zu identifizieren, die ein Ausgabedokument bei gegebenen ursprünglichen Einschränkungen (entweder in ursprünglicher oder übersetzten Form) produzieren. Diese werden verwendet, um einen korrekten Zeitablauf für die Operation eines jeden bestimmten Verhaltens und um Laufpläne zu finden, die verwendet werden, um die notwendigen Operationen der Module B anzustoßen.
Während die vorstehende Beschreibung als bevorzugte Ausführungsform vorgesehen ist, ist anzuerkennen, dass nicht alle Schritte notwendig sind, um ein nutzbares System vorzusehen. Z. B. muß nur ein Teil aller Komponenten modelliert werden und die Übersetzung aller Einschränkungen braucht nicht durchgeführt zu werden.
Mit dem oben beschriebenen System wird eine modulares ("plug-and-play") Verplanen von Druckmaschinenmodulen erleichtert. Das System ermöglicht auch die Wiederverwendung der Planungssoftware über einen weiten Bereich von Konfigurationen. Es sieht auch die Automatisierung alle Schritte außer der des Ermitteln der ursprünglichen Beschreibung der diskreten Module, die die Maschine bilden, und die Entwicklung generischer Planungsalgorithmen vor.
Unter Hinwendung auf Fig. 3 wird nun ein bestimmtes System für das Modulieren von Komponentenverhalten beschrieben. Das bestimmte System der bevorzugten Ausführungsform ist für eine Beschreibung von Druckmaschinenkomponentenverhalten für Druckmaschinenanalyse, -simulation und -planung. Wie oben festgestellt, ist das grundlegende, generische Beschreibungsverfahren gleichermaßen anwendbar auf verschiedene andere modulare Systeme.
In dem vorliegenden Beschreibungsverfahren wird die Struktur und das Verhalten von Komponenten mit Begriffen der Fähigkeiten (potentielle Operationen) beschrieben, für die Einschränkungen auf Werkeinheiten, Zeitabläufe und Hilfsmittel feststellt werden. Dieses Modellierungssystem ermöglicht strukturelle und verhaltensbedingte Zusammenstellung von Komponenten für Analyse und Simulation vom Zusammenwirkender Komponenten in Druckmaschinen. Das System ist besonders anwendbar auf Planungsoperationen modularer Druckmaschinen.
Mit dem vorliegenden Schema kann man Druckmaschinenkomponenten so beschreiben, dass Druckmaschinen, die aus ihnen hergestellt worden sind, beschrieben werden können, indem die Komponentenbeschreibungen zusammengesetzt werden. Ferner können verschiedene Anwendungen auf der sich ergebenden Druckmaschinenbeschreibung automatisch durchgeführt werden. Dieses ermöglicht, automatisch solche Information für Analyse-, Simulation-, Planung- und verwandte Anwendungen zu nutzen. In dem dargestellten Beispiel von Fig. 3 werden die zu einer Wendeeinrichtung 150 gehörenden Beschreibungen analog zur Wendeeinrichtung 30 von Fig. 1 für das Modell 150' vorgesehen. Die Komponenten einer modellierten Struktur und eines Verhaltens werden bestimmt sowohl aus der Physik der Komponente selbst als auch aus einem Anwendungskontext, in dem das Modell verwendet wird.
In dem System wird ein Strukturmodell einer Komponente definiert als aus ihrer physikalischen Schnittstelle, ihrer Software-Schnittstelle und ihren internen Hilfsmittel bestehend. Z. B. ist eine physikalische Schnittstelle ein Eingabetor 152, durch das Werkeinheiten (Papierblätter) in die Maschine gelangen, und ein Ausgabetor 154, durch das die Werkeinheiten die Maschine wieder verlassen. Zugeordnete Softwareschnittstellen arbeiten vor allem für Steuerungskommandos und Parameter. Interne Hilfsmittel werden definiert als Objekte, die benötigt werden, um ein bestimmtes Verhalten durchzuführen, wenn vielfache Nutzung des Objekts durch wiederholte Ausführung des Verhaltens unzulässig ist. Beispielsweise wird in Fig. 3 ein Hilfsmittel definiert als die Position eines zugeordneten Tors 156. Ein anderes Beispiel eines Hilfsmittels ist der Abstand 158 zwischen gegenüberliegenden Rollen 160 der Wendeeinrichtung 150, der besonders bei 150' veranschaulicht wird. Hier gibt es wie bei den meisten Punkten des Papierpfads ausreichend Raum nur für ein Blatt zu jeden einzelnen Zeitpunkt. So wird der Abstand 158 als Hilfsmittel definiert.
Ein Verhaltensmodell einer Komponente wird genutzt, um die Fähigkeiten der bestimmten Komponente dahingehend zu beschreiben, wie die Komponente auf Werkeinheiten wirken kann, die durch die Komponente hindurch transportiert werden. Ferner bestimmt das Verhalten, welche Einschränkungen beachtet werden müssen, wenn das zugehörige Verhalten durchgeführt wird.
Eine Komponentenfähigkeit ist so definiert, dass sie aus einer Beschreibung der Werkeinheiten und einer Transformation von Werkeinheiten, zeitbestimmten Ereignissen wie die Eingabe und Ausgabe einer Werkeinheit, aus Hilfsmittelzuweisungen für diese Transformation und aus Einschränkungen beim Zeitablauf solcher Ereignisse und Hilfsmittelzuweisungen besteht. Werkeinheiten werden vorzugsweise mittels ihrer Attribute beschrieben. Beschränkungen und Transformationen von Werkeinheiten werden vorzugsweise beschrieben mit Hilfe von Beschränkungen auf ihre Attribute.
In Fig. 3 werden einige zusätzliche Modellbeschreibungen vorgesehen. Dieses schließt eine Beschreibung ein, die einer bestimmten Werkeinheit zugeordnet ist, wie in 164 als ein Papierblatt. Eine Steuerungssituation, wie etwa das Umleiten um die Wendeeinrichtung 150 oder das Nicht-Umleiten oder ihre Verwendung für Umkehrung, ist bei 166 veranschaulicht. Ein Zeitablaufparameter, wie die Spezifizierung einer Pfadlänge und Rollengeschwindigkeit wird bei 168 vorgesehen. Beispielsweise werden zugeordnete Zeitablaufeinschränkungen passend ermittelt unter Verwendung einer Formel auf Basis der Pfadlänge und Rollengeschwindigkeit, d. h. die Auslaufzeit kann definiert werden als die Einlaufzeit plus die Pfadlänge geteilt durch die Rollengeschwindigkeit. Gewisse Werte sind ebenfalls passende Parameter des Models, z. B. ist die Pfadlänge einer gegebenen Wendeeinrichtung festgelegt, während die Rollengeschwindigkeit verändert werden kann, und die deshalb durch die Umgebung mit Blick auf das benutzte Modells eingestellt wird.
Mittels eines bestimmten Beispiels sieht die folgende Liste ein passendes Model einer Wendeeinrichtung vor, wie sie in Verbindung mit Fig. 3 dargestellt wird.
Dieses Modell deklariert zwei Parameter (length und speed), ein Eingangstor (in), ein Ausgangstor (out), drei Hilfsmittel (inR, outR und gateR der Typen Signal bzw. Stete) und sechs Variablen (vom Typ Sheet und Interval). Dann definiert das Modell zwei Fähigkeiten (bypass und invert). Für die Fähigkeit bypass ist definiert, dass ein Papierblatt s zu einem Zeitpunkt t_in hereinkommt und zu einem Zeitpunkt t_out hinausgeht, dass Zuordnungen bei allen drei Hilfsmitteln in den jeweiligen Intervallen t_in, t_out und t_gate gemacht werden und dass verschiedene Zeitablaufeinschränkungen, die die Transportzeit vom Hereinkommen bis zum Hinausgehen reflektieren, zwischen den Intervallen gelten. Die Fähigkeit invert ist ähnlich definiert, außer dass das Papierblatt die Orientierung um 180º ändert (um die y-Achse gedreht wird), und dass die Transportzeit länger ist (proportional zur Größe des Papierblatts). So ist zu erkennen, dass eine vollständige und funktionale Beschreibung einer jeden Komponente ähnlich vorgesehen werden kann.
Mit dem offengelegten Modellierungssystem wird eine Komponentenstruktur beschrieben, ohne Abstützung auf einen Bezug zu Beschreibungen von oder Zusammenwirken mit anderen Komponenten. Solch ein Komponentenverhalten wird beschrieben auf einer Werkeinheit ohne andere Einheiten. Ferner ermöglicht das offengelegte Modellierungssystem eine automatische Verhaltenszusammenstellung von Komponentenfähigkeiten für generische und inkrementelle Analyse, Simulation und Verplanen von Druckmaschinen. Dieses Beschreibungsformat ermöglicht automatische, strukturelle Zusammenstellung von Komponentenmodellen zu Modellen, die verbundene Komponenten beschreiben (z. B. Druckmaschinenmodule).
Umgekehrt waren bei früheren Ansätzen die Fähigkeiten und Einschränkungen ausgedrückt worden als sowohl spezifisches Zusammenwirken zwischen Komponenten als auch Zusammenhänge zwischen Folgen von Papierblättern oder Abbildern. Dies führte zu größeren Schwierigkeiten bei ihrer Definition, dazu, dass sie nicht wiederbenutzbar waren, und weiter dazu, dass sie sich nicht für eine Zusammenstellung eigneten. Das Systemmodellierungsformat ermöglicht eine oben beschriebene, automatische Konfiguration, Optimierung und Verplanung.
Aus dem vorstehenden ist zu erkennen, dass das Verplanen einer Druckmaschine zu einem großen Teil ein Verplanen der zugeordneten Hilfsmittel ist. Um dieses effizient zu bewerkstelligen, muß man die von der Druckmaschinenoperation benutzten Hilfsmittel derart modellieren, dass die Information für inkrementelle Planung gültiger Folgen dieser Operationen benutzt werden kann. Neben der Anwendbarkeit auf einen breiten Bereich von Druckmaschinenoperationen können Hilfsmittel auch auf geeignete Weise als generische Schnittstelle zwischen einem Planer und dem Rest der Druckmaschinensteuerungssoftware dienen, für Zwecke der Kommunikation von Änderungen in der Maschine.
Die Komponenten einer Maschine, wie etwa einer Druckmaschine, benötigen gewöhnlich Hilfsmittel, um ihre Fähigkeiten durchzuführen. Besonders für eine Druckmaschine kann ein Hilfsmittel z. B. der Platz auf einem Förderband sein, oder ein Tor, dass in einer bestimmten Position ist, oder ein Element, das für mehrfache Nutzung oder überlappenden Gebrauch plaziert ist. Man kann die Fähigkeit eines Papierfachs als ein Fall solch einer mehrfachen oder überlappenden Nutzung ansehen.
Die Zuweisung von Hilfsmitteln wird explizit als ein Teil einer Beschreibung eines Komponentenverhaltens passend modelliert. Wie hier verwendet, wird Hilfsmittelzuweisung definiert als eine Spezifizierung einer Hilfsmittelanforderung, zusammen mit einem Zeitintervall, während dem ein bestimmtes Hilfsmittel benötigt wird. Noch einmal gesagt: eine Abbildungsfähigkeit benötigt z. B. Platz auf einem Fotorezeptorband für eine gewisse Zeitdauer. Als ein anderes Beispiel benötigt eine Wendefähigkeit, dass ein Wendeeinrichtungstor für eine gewisse Zeit in einer korrekten Position ist, während ein Papierblatt umgewendet wird.
Wie hier definiert, wird eine Hilfsmittelanforderung so gewählt, dass sie von einem bestimmten Typ von Hilfsmittel abhängt. Mögliche Hilfsmitteltypen schließen solche Gegenstände ein wie boolsche Hilfsmittel (Hilfsmittel, die entweder benutzt oder nicht benutzt werden), abzählbare oder Zustandshilfsmittel (die in einen der verfügbaren Zustände versetzt sind), Kapazitätshilfsmittel (bei denen sich gleichzeitige Nutzung aufaddiert), und Ähnliches. Solche Hilfsmitteltypen werden vorteilhafterweise durch Hilfsmitteleinschränkungen beschrieben. Hilfsmitteleinschränkungen bestimmen für sich selbst eine Konsistenz für mehrfache Zuweisung für dasselbe Hilfsmittel.
Zuweisungen boolscher Hilfsmittel, wie z. B. Platz auf einem Förderband, dürfen sich nicht zeitlich überlappen. Umgekehrt dürfen sich Zuweisungen eines Zustandshilfsmittels überlappen, wenn derselbe Zustand verlangt wird. Zuweisungen eines Kapazitätshilfsmittels dürfen sich überlappen, wenn die Summe der Anforderungen niemals die vorgegebene Kapazität überschreitet. Solche Hilfsmitteltypen lassen sich leicht ausweiten durch Veränderung oder Hinzufügung zu den oben genannten Hilfsmitteleinschränkungen.
Zeitintervalle von Hilfsmittelzuweisungen können passend durch Intervalleinschränkungen verbunden werden. Wie hier definiert, sind ein Hilfmitteleinschränkungssystem und ein Intervalleinschränkungssystem zueinander orthogonal. Eine Beschreibung von Hilfsmittelzuweisungen und Zeitablaufeinschränkungen passen gut in ein zusammensetzendes Modellierungsparadigma für Planung.
Sobald alle Komponenten vollständig modelliert worden sind, wird eine Druckmaschine schließlich in den Betriebszustand versetzt. Mit Hinwendung besonders zu Fig. 4, wird dort ein Planer 200 erkannt, der sich in Datenkommunikation mit einem repräsentativen Druckmaschinenmodul 202 befindet. Das Druckmaschinenmodul 202 besteht wiederum aus verschiedene Komponenten, deren jede Hilfsmittel benutzt, die an einem Papier-/ Bildpfad 204 liegen. Beispiele solcher Komponenten sind 210, 212, 214, 216, 218 und 220 (bzw. ihre Hilfsmittel). Jedes dieser Hilfsmittel wird passend auf dieselbe Weise beschrieben, und ein Repräsentant von ihnen wird bei 216' detailliert. Ein System enthält einen Steuerungscodeabschnitt 220, einen Komponenten-/Modellabschnitt 222 und verschiedene Kommunikationspfade. Der Steuerungspfad 224 ermöglicht das Fließen von Steuerungskommandos von dem Steuerungscodeabschnitt 220 zum Komponenten- /Modellabschnitt 222. Ähnlich ermöglicht ein Sensorpfad 226 die Kommunikation von Sensordaten in entgegengesetzte Richtung. Ein Pfad 228 stellt die geplante Nutzung von Hilfsmitteln durch die Komponente dar, genauer: er steht für die Kommunikation von Kenntnissen von dem Modell 222, die die Komponente für den Planer beschreiben, wo diese Kenntnisse verwendet werden, um die korrekte Nutzung des Hilfsmittels zu planen. Ein Pfad 230 ermöglicht es, dass Steuerungs- und Sensorinformation auf ähnliche Weise zum Planer 200 kommuniziert wird.
Zur Betriebszeit setzt der Planer 200 bei Planungsoperationen das Intervall so ein, dass die korrespondierenden Zuweisungen für dasselbe Hilfsmittel die geforderten Hilfsmitteleinschränkungen erfüllt. Dies wird auch auf passende Weise durch Verfolgen zurückliegender Hilfsmittelzuweisungen inkrementell gemacht.
Während einer normalen Operation berücksichtigt der Planer 200 nur seine eigenen Zuweisungen. Um dies zu erreichen, verwendet er sein Modell des Systems, um die Nutzung von Hilfsmitteln für die von ihm geplanten Operationen vorherzusagen.
Das System läßt sich auch leicht an eine reaktive Echtzeitumgebung anpassen, in der Hilfsmittel manchmal nichtverfügbar werden oder auf eine Untermenge der normalen Kapazität begrenzt werden. Solche Veränderungen in realer Hardware werden typisch durch die Steuerungssoftware eines Moduls verfolgt, die bei dem Beispiel in dem Steuerungscodeabschnitt 220 liegt. Es ist anzuerkennen, dass die Steuerungssoftware in früheren Systemen eine spezielle Schnittstelle zum Planer haben mußte, um Abweichungen zwischen Modellen und realer Hardware zu kommunizieren, oder um einer Steuerung zu ermöglichen, Zugriff auf Daten der gesteuerten Software zu haben.
Die Hilfsmittelverwaltung innerhalb des Planers 200 wird auf geeignete Weise für die Umgebung zugänglich gemacht. Etwas genauer: Sie wird zugänglich gemacht für die Komponente Steuerungscode, wie durch 220 repräsentiert. Wie mit dem Planer 200, wird dann der Steuerungscode 220 auf geeignete Weise in die Lage versetzt, für Berechnungen in solchen Hilfsmitteln zu sorgen, um Änderungen der Hardware zu reflektieren. Dieses wiederum ermöglicht es dem Planer 200, automatisch Systemveränderungen zu berücksichtigen.
In dem vorgestellten Sinn werden Modelle benutzt, um ein Ersatzverhalten (Hilfsmittelzuweisungen) von Komponentenfähigkeiten zu definieren. Dazu paßt der Steuerungscode selbst das Verhalten dynamisch an, um die gegenwärtige Situation wiederzugeben. Dies wird auf geeignete Weise noch erweitert, falls eine Umgebung in der Lage ist, die Hilfsmitteleinschränkungen zu verändern. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass Steuerungssoftware betrachtet wird als Steuerung von Hilfsmitteln (beginnend mit einer Ersatzdefinition), während ein Planer diese Hilfsmittel benutzt.
In einer aktuellen Verwirklichung wird ein Planer vorteilhafterweise solche zukünftigen Zuweisungen automatisch machen und sie berücksichtigen. Wenn der Planer vorausschaut, um zukünftige Zuweisungen zu machen, werden Zuweisungen passenderweise mit unterschiedlichen Prioritäten markiert, abhängig davon, ob sie von dem Planer 200 (bzw. den Modellen 222) oder von dem Steuerungscode 220 stammen. Damit werden alle Zuweisungen durch den Planer, die mit Zuweisungen durch eine Umgebung inkonsistent sind, passend identifiziert und können überarbeitet werden.

Claims

1. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen, das umfaßt:

- eine Vielzahl von Komponenten, die mindestens einen Druckmaschinenmodul (B) bilden, von denen mindestens eine Komponente ein physikalisches Element des Druckmaschinenmoduls ist, und wobei jede dieser Komponenten unabhängig von Bezügen auf Beschreibungen von oder Zusammenwirkungen mit anderen Komponenten beschrieben wird;

- Hilfsmitteldatenerfassungseinrichtung (C) für die Erfassung von Hilfsmitteldaten hinsichtlich einer jeden Komponente, einschließlich der Hilfsmitteldaten;

- Hilfsmittelverfügbarkeitsdaten (150'), die repräsentativ für alle einer zugeordneten Komponente verfügbaren Hilfsmittel sind, wobei mindestens eines der Hilfsmittel einen physikalischen Platz innerhalb der Druckmaschine belegt;

- Hilfsmittelzuweisungsdaten (156, 158), die repräsentativ für eine Hilfsmittelanforderung und eine benötigte Zeitspanne sind, während der ein zugeordnetes Hilfsmittel benötigt wird;

- Hilfsmitteleinschränkungsdaten (C), die repräsentativ für die Annehmbarkeit vielfacher Zuweisungen desselben Hilfsmittels sind;

- Zusammenstellungseinrichtung (C) für das Zusammenstellen von Komponentenbeschreibungen, die die erfaßten Hilfsmitteldaten hinsichtlich der Komponenten einschließen, und für das Zusammenstellen einer Gesamtdruckmaschinenbeschreibung, um so eine Gesamtdruckmaschinenbeschreibung zu erhalten; und

- eine Einrichtung für das Kommunizieren (44) der zusammengestellten Komponentenbeschreibungen, einschließlich der erfaßten Hilfsmitteldaten hinsichtlich der Komponenten, an einen zugeordneten, generischen Planer (42), der ohne komponentenspezifische Information konfiguriert ist, wobei der zugeordnete, generische Planer dazu eingerichtet ist, die Operation einer jeden Komponente zu planen, um Gesamtdruckmaschinenhilfsmittel für das Planen von Druckaufträgen zu bekommen.

2. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 1, wobei die durch die Hilfsmitteldatenerfassungseinrichtung erfaßten Hilfsmitteldaten ferner Hilfsmitteldaten einschließt, einschließlich mindestens eine von boolschen Hilfsmitteldaten, abzählbaren Hilfsmitteldaten und Fähigkeitenhilfsmitteldaten.

3. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die durch die Hilfsmitteldatenerfassungseinrichtung erfaßten Hilfsmitteldaten ferner Intervalleinschränkungsinformation einschließt, die repräsentativ für logische Beziehungen zwischen Zeitintervallen der Hilfsmittelzuweisungsdaten ist.

4. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 1 bis 3, wobei jede Komponente einen Speicher für das Speichern der Hilfsmitteldaten enthält.

5. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 1 bis 4, wobei jede Komponente eine Einrichtung für das selektive Kommunizieren von Hilfsmitteldaten von seinem Speicher zur Hilfsmittelerfassungseinrichtung enthält.

6. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 1 bis 5, wobei der zugeordnete, generische Planer konfiguriert ist, um mit Komponenten und Modulen zu arbeiten, die dem System hinzugefügt wurden und Funktionen und Fähigkeiten haben, die unterschiedlich zu den Komponenten und mindestens einem Modul sind, welche ursprünglich im System waren.

7. System für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 1 bis 6, wobei das Hilfsmittel einer zugeordneten Komponente konfiguriert ist, um einen Kommunikationspfad zwischen der zugeordneten Komponente und dem generischen Planer vorzusehen, wodurch dynamischer Betrieb erreicht wird.

8. Verfahren für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen, das enthält:

- Abholen (202) der Hilfsmittelverfügbarkeitsdaten, die repräsentativ für alle dort verfügbaren Hilfsmittel sind, von den Komponenten einer Druckmaschine, wobei mindestens eine der Komponenten ein physikalisches Element der Druckmaschine ist, und jede der Komponenten unabhängig von Bezügen auf Beschreibungen von oder Zusammenwirkungen mit anderen Komponenten beschrieben ist;

- Kommunizieren (224) der abgeholten Hilfsmittelverfügbarkeitsdaten an einen zugeordneten Planer, wobei der zugeordnete Planer ohne komponentenspezifische Information konfiguriert ist;

- Abholen (226) Hilfsmittelzuweisungsdaten, die repräsentativ für eine Hilfsmittelanforderung und ein benötigtes Zeitintervall sind, während dem ein zugeordnetes Hilfsmittel benötigt wird, von jeder Komponente;

- Kommunizieren (228) der abgeholten Hilfsmittelzuweisungsdaten an den zugeordneten, generischen Planer; und

- Zusammenstellen (C) jedes der abgeholten und kommunizierten Hilfsmittelverfügbarkeitsdaten, Hilfsmittelzuweisungsdaten und Hilfsmitteleinschränkungsdaten, um ein Gesamtmodell der Druckmaschine zu bekommen, wobei der zugeordnete generische Planer eingerichtet ist, Druckaufträge einer jeden Komponente zu planen, um Gesamtdruckmaschinenhilfsmittel für die Planung von Druckaufträgen zu erhalten.

9. Verfahren für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 8, das ferner die Schritte enthält:

- Abholen von jeder Komponente der Hilfsmitteltypendaten einschließlich mindestens eine von boolschen Hilfsmittelinformationen, abzählbaren Hilfsmittelinformationen und Fähigkeitenhilfsmittelinformationen; und

- Kommunizieren der abgeholten Hilfsmitteltypendaten an den zugeordneten, generischen Planer.

10. Verfahren für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 8 oder 9, das ferner die Schritte enthält:

- Abholen von jeder Komponente der Intervalleinschränkungsinformation, die repräsentativ für logische Zusammenhänge zwischen Zeitintervallen der Hilfsmittelzuweisungsdaten ist; und

- Kommunizieren der abgeholten Intervalleinschränkungsinformation an den zugeordneten, generischen Planer.

11. Verfahren für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 8 bis 10, wobei jeder Schritt des Abholens den Schritt des Auslesens aus einem einer Komponente zugeordneten Datenspeicher enthält.

12. Verfahren für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 11, der ferner den Schritt des selektiven Kommunizierens von Daten von jedem Datenspeicher zum zugeordneten, generischen Planer enthält.

13. Verfahren für die Modellierung von Druckmaschinenhilfsmitteln für die Planung von Druckaufträgen nach Anspruch 8 bis 12, wobei ein Hilfsmittel einer zugeordneten Komponente konfiguriert ist, um ein Kommunikationspfad zwischen der zugeordneten Komponente und dem generischen Planer zu sein, wodurch dynamischer Betrieb erreicht werden kann.