WO2020229234A1 - Produktionssystem und produktionssteuerungsverfahren mit ortungssystem-basierter simulation von produktionsabläufen - Google Patents

Produktionssystem und produktionssteuerungsverfahren mit ortungssystem-basierter simulation von produktionsabläufen Download PDF

Info

Publication number
WO2020229234A1
WO2020229234A1 PCT/EP2020/062465 EP2020062465W WO2020229234A1 WO 2020229234 A1 WO2020229234 A1 WO 2020229234A1 EP 2020062465 W EP2020062465 W EP 2020062465W WO 2020229234 A1 WO2020229234 A1 WO 2020229234A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
production
simulation
data
tools
control method
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/062465
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carina Mieth
Jens Ottnad
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
Priority to EP20727901.9A priority Critical patent/EP3966644A1/de
Priority to JP2021566566A priority patent/JP7315710B2/ja
Priority to CN202080034892.0A priority patent/CN113811827A/zh
Publication of WO2020229234A1 publication Critical patent/WO2020229234A1/de
Priority to US17/517,890 priority patent/US20220057787A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4189Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system
    • G05B19/41895Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system using automatic guided vehicles [AGV]
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41885Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by modeling, simulation of the manufacturing system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/32Operator till task planning
    • G05B2219/32017Adapt real process as function of changing simulation model, changing for better results
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/32Operator till task planning
    • G05B2219/32301Simulate production, process stages, determine optimum scheduling rules
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35005Sheet metal cad
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/40Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40068Collective, group transport
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50393Floor conveyor, AGV automatic guided vehicle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/60Electric or hybrid propulsion means for production processes

Definitions

  • the invention relates to a production system and a production control method.
  • a production facility with production tools for manufacturing components has carriers and / or transport aids for transporting the components between the production tools.
  • the carriers can be designed, for example, in the form of autonomous or self-propelled and / or remote-controlled cars.
  • a location system that is designed to locate the carrier, transport aids, production tools and / or components.
  • the location system is designed to
  • Production data means, for example, data that determine the production process of components, for example in the following form:
  • Component A consists of a material (ST), has the dimensions (x, y, z), is used on a laser cutting machine of the LS type cut to a desired contour, then bent on a bending machine of the type TP according to plan MP, etc.
  • the control that controls the production plant is designed to use this production data to control the production of the components.
  • the sequence of the production steps, the transport between the production tools, any necessary interim storage, re-sorting and much more can be provided in the control.
  • Individual production steps can be carried out fully automatically by the corresponding production tools.
  • the control can then be designed to make the corresponding data available to the corresponding machine tools, possibly processed.
  • Correspondingly equipped production tools can, if necessary, report the status and success of the production steps they have carried out to the control system. For other, less automated production tools and work steps, actions of a worker are necessary (e.g. sorting, clamping, feeding in material or with many bending processes). Here there is often manual feedback about the status and, if necessary, the success of the production steps.
  • a component group means a collection of components that are organizationally connected with each other, for example, belong to a common production order, or go through several production steps together. It can be advantageous to use the positioning system to determine the position data of a component assembly and to make this data available to the digital model.
  • the components or component assemblies can be arranged on or in one or more transport aids.
  • a transport aid can e.g. be a pallet (transport pallet) or a collection container (transport box, box, can).
  • the transport aids can be transported with the carriers.
  • Several components and / or component assemblies can be arranged on a transport aid for transport.
  • Each transport aid can additionally or alternatively be assigned a mobile unit for location. It can be advantageous to use the positioning system to determine the position data of a transport aid and to make this data available to the digital model.
  • Each carrier can additionally or alternatively be assigned a mobile unit for locating. It can be advantageous to use the positioning system to determine the position data of the carriers and to make these data available to the digital model.
  • a mobile unit can also be assigned to the mobile tools and, in particular, be firmly attached to it.
  • a mobile unit can be assigned to a carrier, a transport aid, a component and / or a component assembly and, in particular, also a mobile tool. That is supposed to mean the mobile unit
  • a) is arranged in the vicinity of the tool, carrier, transport aid, component and / o the component assembly and
  • this tool, carrier, transport aid, component and / or component assembly is also assigned in terms of data technology, e.g. the production data of the control and / or the digital model for simulation.
  • a mobile unit can be designed as transceiver units which are designed to receive and transmit electromagnetic signals.
  • the runtime of these signals can be determined by the location system and the current position in the production facility can be determined.
  • a location with an accuracy of 1 m or less, in particular 30 cm or less, can be achieved in this way.
  • the location of the units can be recorded several times per minute, in particular several times per second, preferably several times per 1/10 s.
  • the above-mentioned accuracy of the location determination is particularly suitable for making the digital model suitable for a simulation.
  • the production system according to the invention thus comprises a digital model of the production plant that is able to simulate the processes in the production plant.
  • the data of the wearers and their movement patterns are stored in the digital model.
  • the digital model can be designed to Consider the work processes of the production tools.
  • the digital model can generate suggestions for particularly effective production processes that combine the movements of the carriers, transport aids, components and / or components and possibly also take tools into account. It has been shown that taking into account the data from the positioning system in the simulation of the production processes leads to surprisingly effective production processes.
  • the simulation is preferably stored in the form of a material flow simulation. This means that the change in position of the components over time (the flow) is stored in the form of a simulation.
  • At least one production tool is preferably designed in the form of a metal working tool, in particular a sheet metal working tool, in particular a punching machine and / or a laser cutting machine.
  • At least one component or workpiece can be designed in the form of a sheet metal part.
  • the control of the production system is preferably designed to control the production plant on the basis of the simulation. This enables automated optimization of the production plant to be achieved.
  • Control is based on production data from the production plant.
  • these production data include at least the data from the carrier's positioning system.
  • the production data furthermore comprise the aforementioned work processes of the production tools, the arrangement of the production tools, key figures of the production tools and / or component data.
  • Key figures of the production tools can be, for example: laser beam intensity, laser beam focus, bending tool used, throughput speed, feed speed, pulse ratio in pulsed operation, power, energy, etc., all particularly related to the respective work step.
  • Key figures of the component data can be, for example: material, contour, dimensions, deformations, thickness, etc.
  • the production system has a model library with simulated and / or actually performed production processes.
  • control can be designed to compare the production process simulated in the digital model with the production processes in the model library. The control can then decide or give a user the freedom to use the newly simulated production process or to fall back on a production process stored in the model library.
  • the simulation, the digital model and / or the model library is / are also configured to be cloud-based. This enables recourse to actual and / or simulated production processes of several production systems and, as a result, very effective optimization options for the production system described above.
  • cloud here means a, in particular locally remote, preferably anonymized, data processing device, in particular a storage device. Data from more than one, advantageously from several hundred or several thousand different users can be stored in this.
  • the location system can be designed as an ultra-broadband system (Ultra Wideband, UWB) in order to enable high accuracy of the location.
  • UWB Ultra Wideband
  • the positioning system is particularly preferably designed to detect the position of the mobile units, carriers, transport aids, components and / or component assemblies and possibly also tools with an accuracy of 1 m or less than 1 m, preferably less than 0.3 m. This creates further increased possibilities for optimizing the production plant.
  • the positioning system can also be designed to detect the position three-dimensionally. Then not only position data in the area of the production plant, but also in height can be recorded and fed into the simulation.
  • the digital model can include a map of part of the production plant or the entire production plant. The map can have information about the production tools and / or components, and in particular their position and orientation.
  • the carriers can have image acquisition modules, in particular in each case a laser scanner and / or a camera, in order to record their surroundings, in particular to update the map.
  • the carriers and / or transport aids can have at least one further sensor.
  • the carriers can have an inertial measurement unit (“IMU”), in particular with a combination of several inertial sensors such as acceleration sensors and yaw rate sensors.
  • IMU inertial measurement unit
  • the carriers and / or transport aids can have a transmitter-receiver system for the automatic and contactless identification and localization of the carriers, for example based on RFID (radio-frequency identification).
  • the controller can have an interface in order to process log files of the production tools.
  • At least one production tool can have a loading zone for loading and unloading a carrier.
  • the production system can have an image recording unit which is designed to record image information in the loading zone.
  • the positioning system can furthermore have an image evaluation unit which is designed to determine the position and / or a state of a carrier, in particular its load, using the image information.
  • the image recording units can be expanded using VR (virtual reality) systems or AR (augmented reality) systems.
  • the object according to the invention is also achieved by a production control method of a production system, in particular of the production system described here, the production control method having at least the following steps:
  • step D) Controlling a production plant.
  • the control is preferably carried out on the basis of the simulation of the production process according to step B).
  • the production control method preferably has between the steps
  • the production control method described here can be optimized particularly effectively as a result.
  • the simulated production process is preferably saved in any case - regardless of whether the production process is actually carried out with this simulated production process or with a previously stored one
  • the simulation can make its results available to another VR (virtual reality) system or AR (augmented reality) system for production planning.
  • the simulation can use data from this additional VR (virtual reality) system or AR (augmented reality) system for production planning.
  • the object according to the invention is also achieved by utilizing and / or using data, in particular position data, of a location system described here in a previously described production control method and / or production system.
  • the position data are in particular position data of carriers and / or components and / or transport aids and / or tools that are recorded during operation of the production plant in order to track the components or workpieces.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a production system according to the invention or a production control method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a production system 10 with a production plant 12 which includes several production tools 14.
  • the production tools 14 are used to manufacture components 16.
  • At least one production plant is preferably tool 14 in the form of a metal or sheet metal working tool, in particular a punching machine and / or a laser cutting machine.
  • At least one component 16 can be designed in the form of a sheet metal part.
  • At least one component 16, in particular several components 16, in particular several components 16 combined to form a component assembly, is / are transported between production tools 14 by carriers 18.
  • the carriers 18 are controlled by a controller 20 and followed (tracked) or monitored by a location system 22.
  • the positioning system 22 can have a plurality of transceiver units in order to determine the position of the supports 18 in the production plant 12 by calculating the signal transit times between the transmitters and the carriers 18.
  • the transceiver units can be designed to receive and send electromagnetic signals. The transit time of these signals can be determined by the positioning system 22 and the current position in the production system 12 can be determined.
  • Several of the transceiver units can be permanently installed units, the position of which is known to the positioning system 22.
  • the carriers 18 are identified in the location system 22 by means of mobile units 24 which are each arranged or formed directly or indirectly on the carriers 18. As an alternative or in addition, further mobile units can be assigned to a transport aid, component and / or component assembly and possibly also to tools. In this way, the positions of these units can also be tracked.
  • the mobile units 24 can themselves be designed as transceiver units that are designed to receive and send electromagnetic signals (indicated by dashed lines 17). The transit time of these signals can be determined by the positioning system 22 and the current position in the production plant 12 can be determined. A location with an accuracy of 1 m or less, in particular 30 cm or less, can be achieved in this way.
  • the mobile units 24 can be assigned to the carriers 18, transport aids 19 and / or individual components 16 and / or component assemblies and tools 23.
  • the data of the positioning system 22 can then be assigned to the orders of the production control.
  • the unloading and loading of the carriers 18 can be carried out - in particular by an imaging unit 26, e.g. a camera, monitored - done in a loading zone 28 of the production tool 14.
  • the controller 20 can be designed to access the data of the image recording unit 26.
  • Such a system is described, for example, in DE 10 2016 120 131 A1.
  • the content of DE 10 2016 120 131 A1 is fully incorporated by referencing.
  • the control 20 accesses a digital model 30 of the production plant 12.
  • a simulation of the production processes of the production plant 12 can be carried out in the digital model 30. This simulation is based on the data from the positioning system 22. This makes the simulation particularly precise.
  • the data from the positioning system 22 can be processed in a data processing and analysis unit 21 before they are fed to the controller 20.
  • Data processing and analysis unit 21 can prepare the position data, e.g. in connection with the production tools, assign data to a specific work step, e.g. Transport A-B, production step on machine C, production on machine D, sorting and storage on transport aid E, transport with carrier F to bending machine G etc.
  • the data of the positioning system 22 can also be fed directly to the controller 20.
  • the controller 20 can then improve the simulation during ongoing production, ie during production operation, and update the digital model 30.
  • the data of the positioning system 22 can also be fed directly to the digital model 30. Then the digital model 30 Improve the simulation even faster during the ongoing production and update the digital model 30.
  • the data from the positioning system 22 can be processed by the data processing and analysis unit 21 before they are fed to the digital model 30.
  • the data from the production tools 14 and / or the image recording unit 26 can be incorporated into the simulation.
  • the simulation i.e. the simulation results are made available to the controller 20.
  • the controller 20 can be designed to access a model library 32 with a plurality of simulations or simulation results.
  • the controller 20 can be designed to automatically, and / or on the instruction of a user, carry out the control of the production system 12 either with the parameters used in the simulation or with parameters from the model library 32.
  • the digital model 30 can be designed to access the model library 32 with multiple simulations or simulation results.
  • the digital model 30 can be designed to use the parameters used for the simulation or the parameters from the model library 32 automatically and / or on the instruction of a user.
  • the digital model 30 and / or the model library 32 can be embodied in a cloud in order to enable several users to access a large data set. Taking all the figures of the drawing together, the invention relates in summary to a digital model 30 of a production plant 12.
  • the digital model 30 is designed to generate a simulation of a production sequence of the production plant 12.
  • a controller 20 can access the simulation in order to optimally operate the production plant 12.
  • the digital model 30 is designed to use data from a location system 22 to create the simulation.
  • the location system 22 monitors, in particular, carriers 18 for transporting components 16.
  • the controller 20 can be designed to compare parameters of the simulation results with corresponding parameters of earlier simulation results and / or actually achieved parameters of earlier production processes. These parameters of earlier simulation results and / or actually achieved parameters can be stored in a model library 32. As a result of the invention, the controller 20 is able to control the production plant 12 very effectively.
  • the invention also relates to a production control method carried out accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein digitales Modell (30) einer Produktionsanlage (12). Das digitale Modell (30) ist dazu ausgebildet, eine Simulation eines Produktionsablaufs der Produktionsanlage (12) zu erzeugen. Eine Steuerung (20) kann auf die Simulation zugreifen, um die Produktionsanlage (12) optimal zu betreiben. Das digitale Modell (30) ist dazu ausgebildet, zur Erstellung der Simulation Daten eines Ortungssystems (22) zu verwenden. Das Ortungssystem (22) überwacht Träger (18) zum Transport von Bauteilen (16). Die Steuerung (20) kann dazu ausgebildet sein, Parameter der Simulationsergebnisse mit entsprechenden Parametern früherer Simulationsergebnisse und/oder tatsächlich erzielter Parameter früherer Produktionsabläufe zu vergleichen. Diese Parameter früherer Simulationsergebnisse und/oder tatsächlich im Produktionsbetrieb erzielte Parameter können in einer Modellbibliothek (32) hinterlegt sein. Die Steuerung (20) ist durch die Erfindung in der Lage, die Produktionsanlage (12) sehr effektiv zu steuern. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechend durchgeführtes Produktionssteuerungsverfahren.

Description

Produktionssystem und Produktionssteuerungsverfahren mit Ortungs- system-basierter Simulation von Produktionsabläufen
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Produktionssystem und ein Produktionssteuerungsver fahren.
Es ist bekannt, optimierte Produktionssysteme mit einer Produktionsanlage, ins besondere in der Metallverarbeitung, vorzugsweise Blechverarbeitung, zur Herstel lung von Bauteilen vorzusehen, wobei die Produktionsanlage mehrere Produkti onswerkzeuge umfasst. Der Transport von Material bzw. Bauteilen zwischen den Produktionswerkzeugen erfolgt durch mobile Träger. Aufgrund der unterschiedlichen Bearbeitungszeiten der Produktionswerkzeuge und variierender Transportwege der Träger kommt es oftmals vor, dass die Produkti onswerkzeuge und/oder die Träger nicht voll ausgelastet sind. Das Produktions system arbeitet dann ineffektiv.
Es ist weiterhin bekannt, Simulationen von Produktionsabläufen zu erstellen. Die Erstellung solcher Simulationen ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden. Es kann Monate dauern, bis eine Simulation Nutzen stiftet und relevante Fragen beantwor tet.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein effektives Produktionssystem bzw. Produkti onssteuerungsverfahren bereit zu stellen. Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Produktionssystem gemäß Patentanspruch 1 und einem Produktionssteuerungsverfahren gemäß Patentan spruch 9. Die abhängigen Patentansprüche geben bevorzugte Weiterbildungen wieder.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird somit gelöst durch ein Produktionssystem mit folgenden Merkmalen :
a) Einer Produktionsanlage mit Produktionswerkzeugen zur Fertigung von Bau teilen. Die Produktionsanlage weist Träger und/oder Transporthilfsmittel zum Transport der Bauteile zwischen den Produktionswerkzeugen auf. Die Träger können beispielsweise in Form autonomer bzw. selbstfahrender und/oder ferngesteuerter Wagen ausgebildet sein.
b) einer Steuerung, die die Produktionsanlage basierend auf Produktionsdaten steuert;
c) einem Ortungssystem, das dazu ausgebildet ist, die Träger, Transporthilfs mittel, Produktionswerkzeuge und/oder Bauteile zu lokalisieren. Das Ortungs system ist dabei dazu ausgebildet,
i) die Position einer Mobileinheit zu ermitteln und/oder ii) eine auf der Mobileinheit gespeicherte Identifikationsinformation zu erfassen
und die so ermittelten Positionsdaten der Träger, Transporthilfsmittel, Pro duktionswerkzeuge und/oder Bauteile an die Steuerung zu übermitteln; d) einem digitalen Modell der Produktionsanlage zur Simulation von Produkti onsabläufen. Die Simulation basiert dabei auf den Daten des Ortungssystems. Das soll bedeuten, dass die Simulation die Daten des Ortungssystems aktiv nutzt, um das digitale Modell zu erstellen. Mit Produktionsdaten sind beispielsweise Daten gemeint, die den Produktionsver lauf von Bauteilen bestimmen, beispielsweise in der folgenden Form : Bauteil A besteht aus einem Material (ST), hat die Abmessungen (x,y,z), wird an einer La serschneidanlage des Typs LS auf eine gewünschte Kontur geschnitten, danach an einer Biegemaschine des Typs TP nach Plan MP gebogen usw..
Die die Produktionsanlage steuernde Steuerung ist dazu ausgelegt, diese Produk tionsdaten zu verwenden, um die Produktion der Bauteile zu steuern. Dabei kann die Reihenfolge der Produktionsschritte, der Transport zwischen den Produktions werkzeugen, eine evtl erforderliche Zwischenlagerung, eine Umsortierung und vieles mehr in der Steuerung vorgesehen werden. Einzelne Produktionsschritte können dabei vollautomatisch von den entsprechenden Produktionswerkzeugen durchgeführt werden. Dann kann die Steuerung dazu ausgelegt sein, die entspre chenden Daten den entsprechenden Werkzeugmaschinen, ggf. aufbereitet, zur Verfügung zu stellen. Entsprechend ausgerüstete Produktionswerkzeuge können ggf. den Status und den Erfolg der von ihnen durchgeführten Produktionsschritte an die Steuerung zurückmelden. Bei anderen, weniger automatisierten Produkti onswerkzeugen und Arbeitsschritten sind Handlungen eines Werkers notwendig (z.B. Absortieren, Einspannen, Zuführen von Material oder bei vielen Biegevorgän gen). Hier erfolgt häufig eine manuelle Rückmeldung über den Status und ggf. den Erfolg der Produktionsschritte. Insbesondere bei Produktionsanlagen, die solche Produktionswerkzeuge aufweisen, zeigen sich die Vorteile der Erfindung, weil über das Ortungssystem die Positionsdaten von Trägern und/ oder Bauteilen Auf schlüsse über Verweildauern, Stati, Erfolg und Arbeitsschritte nachverfolgt (ge- trackt) werden können. Mehrere Bauteile können auch zu einem Bauteilverbund zusammengefasst sein. Ein Bauteilverbund meint eine Ansammlung von Bauteilen, die organisatorisch mit einander verbunden sind, z.B. zu einem gemeinsamen Fertigungsauftrag gehören, oder mehre Produktionsschritte gemeinsam durchlaufen. Es kann vorteilhaft sein, mit dem Ortungssystem jeweils die Positionsdaten eines Bauteilverbunds zu er- mittein und diese Daten dem digitalen Modell zur Verfügung zu stellen.
Die Bauteile bzw. Bauteilverbünde können auf oder in einer oder mehreren Trans porthilfsmitteln angeordnet sein. Ein Transporthilfsmittel kann z.B. eine Palette (Transportpalette) oder ein Sammelbehälter (Transportbox, Schachtel, Dose) sein. Die Transporthilfsmittel können mit den Trägern transportiert werden. Mehrere Bauteile und/oder Bauteilverbünde können zum Transport auf einem Transport hilfsmittel angeordnet sein. Jedem Transporthilfsmittel kann zusätzlich oder alter nativ eine Mobileinheit zur Ortung zugeordnet sein. Es kann vorteilhaft sein, mit dem Ortungssystem jeweils die Positionsdaten eines Transporthilfsmittels zu er- mittein und diese Daten dem digitalen Modell zur Verfügung zu stellen.
Jedem Träger kann zusätzlich oder alternativ eine Mobileinheit zur Ortung zuge ordnet sein. Es kann vorteilhaft sein, mit dem Ortungssystem jeweils die Positi onsdaten der Träger zu ermitteln und diese Daten dem digitalen Modell zur Verfü- gung zu stellen.
In vielen Produktionsanlagen werden auch mobile Werkzeuge, wie z.B. handge führte Werkzeuge (z.B. Bohrmaschinen, Entgräter, Handsägen, Flex-Maschinen, verfahrbare Maschinen, wie z.B. Stanz- Schweiß- oder Induktionserwärmungsein- heiten etc.) verwendet. Es kann vorteilhaft sein, mit dem Ortungssystem jeweils die Positionsdaten der mobilen Werkzeuge zu ermitteln und diese Daten dem digi talen Modell zur Verfügung zu stellen. Dazu kann auch den mobilen Werkzeugen eine Mobileinheit zugeordnet werden, und insbesondere fest an ihr befestigt sein. Eine Mobileinheit kann einem Träger, einem Transporthilfsmittel, einem Bauteil und/oder einem Bauteilverbund und insbesondere auch einem mobilen Werkzeug zugeordnet sein. Das soll bedeuten, dass die Mobileinheit
a) in der Nähe des Werkzeugs, Trägers, Transporthilfsmittels, Bauteils und/o der Bauteilverbunds angeordnet ist und
b) diesem Werkzeug, Träger, Transporthilfsmittel, Bauteil und/oder Bauteilver bund auch datentechnisch zugeordnet ist, also z.B. den Produktionsdaten der Steuerung, und/oder dem digitalen Modell zur Simulation.
Eine Mobileinheit kann als Sende-Empfangseinheiten ausgebildet sein, die ausge bildet sind, elektromagnetische Signale zu empfangen und abzusenden. Dabei kann die Laufzeit dieser Signale vom Ortungssystem ermittelt werden und so die momentane Position in der Produktionsanlage ermittelt werden. Eine Ortung mit einer Genauigkeit von lm oder weniger, insbesondere 30cm oder weniger, ist auf diese Weise erreichbar. Die Ortung der Einheiten kann mehrmals pro Minute, ins besondere mehrmals pro Sekunde, bevorzugt mehrmals pro 1/10 s erfasst wer den. Es hat sich im Rahmen der Entwicklung der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass es vorteilhaft ist, relevante Input-Daten für die Erzeugung und Parametrisierung der Simulation zu gewinnen. Diese können durch ein Ortungssystem, das in vielen Produktionsanlagen mit der zunehmenden Digitalisierung eingeführt wird, gewon nen werden. Die so ermittelten Positionsdaten von Trägern, Transporthilfsmitteln, Bauteilen und/oder Bauteilverbünden können dazu eingesetzt werden, das digitale Modell zur Simulation stetig weiter zu verbessern. Dabei ist eine oben erwähnte Genauigkeit der Ortsbestimmung besonders geeignet, um das digitale Modell ge eignet für eine Simulation zu gestalten. Das erfindungsgemäße Produktionssystem umfasst somit ein digitales Modell der Produktionsanlage, das in der Lage ist, die Abläufe in der Produktionsanlage zu simulieren. Im digitalen Modell sind die Daten der Träger sowie deren Bewegungs muster hinterlegt. Zusätzlich dazu kann das digitale Modell dazu ausgebildet sein, Arbeitsprozesse der Produktionswerkzeuge berücksichtigen. Hierdurch kann das digitale Modell Vorschläge für besonders effektive Produktionsabläufe generieren, die die Bewegungen der Träger, Transporthilfsmittel, Bauteile und/oder Bauteil verbünde und evtl auch Werkzeuge berücksichtigen. Es hat sich gezeigt, dass die Berücksichtigung der Daten des Ortungssystems in der Simulation der Produkti onsabläufe zu überraschend effektiven Produktionsabläufen führt.
Die Simulation ist vorzugsweise in Form einer Materialflusssimulation hinterlegt. Damit ist gemeint, dass die Positionsveränderung der Bauteile über die Zeit (der Fluss) in Form einer Simulation hinterlegt ist.
Vorzugsweise ist zumindest ein Produktionswerkzeug in Form eines Metallbearbei tungswerkzeugs, insbesondere eines Blechbearbeitungswerkzeugs, insbesondere einer Stanzmaschine und/oder einer Laserschneidmaschine, ausgebildet. Zumin- dest ein Bauteil bzw. Werkstück kann in Form eines Blechteils ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Steuerung des Produktionssystems dazu ausgebildet, das Steuern der Produktionsanlage auf Basis der Simulation durchzuführen. Hierdurch kann eine automatisierte Optimierung der Produktionsanlage erreicht werden.
Die Steuerung erfolgt auf Grundlage von Produktionsdaten der Produktionsanlage. Diese Produktionsdaten umfassen - wie zuvor ausgeführt - zumindest die Daten des Ortungssystems der Träger. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung um fassen die Produktionsdaten weiterhin die zuvor erwähnten Arbeitsprozesse der Produktionswerkzeuge, die Anordnung der Produktionswerkzeuge, Kennzahlen der Produktionswerkzeuge und/oder Bauteildaten. Kennzahlen der Produktionswerk zeuge können z.B. sein : Laserstrahlintensität, Laserstrahlfokus, eingesetztes Bie gewerkzeug, Durchlaufgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Pulsverhältnis beim gepulsten Betrieb, Leistung, Energie, etc., alles insbesondere auf den jewei- ligen Arbeitsschritt bezogen. Kennzahlen der Bauteildaten können z.B. sein : Ma terial, Kontur, Abmessungen, Verformungen, Dicke etc. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das Produktionssys tem eine Modellbibliothek mit simulierten und/oder tatsächlich durchgeführten Produktionsabläufen auf. Die Steuerung kann in diesem Fall dazu ausgebildet sein, den im digitalen Modell simulierten Produktionsablauf mit den Produktionsabläufen der Modellbibliothek zu vergleichen. Die Steuerung kann dann entscheiden bzw. einem Nutzer freisteilen, den neu simulierten Produktionsablauf zu verwenden o- der auf einen in der Modellbibliothek hinterlegten Produktionsablauf zurückzugrei fen. Weiter bevorzugt ist/sind die Simulation, das digitale Modell und/oder die Modell bibliothek Cloud-basierend ausgebildet. Dies ermöglicht den Rückgriff auf tatsäch liche und/oder simulierte Produktionsabläufe mehrerer Produktionsanlagen und damit einhergehend sehr effektive Optimierungsmöglichkeiten der zuvor beschrie benen Produktionsanlage. Mit Cloud ist hier eine, insbesondere örtlich entfernte, vorzugsweise anonymisierte, Datenverarbeitungsvorrichtung insbesondere Spei chervorrichtung, gemeint. In dieser können Daten von mehr als einem, vorteilhaf terweise von mehreren hundert oder mehreren tausend unterschiedlichen Nutzern gespeichert werden. Hierdurch können verschiedene Simulationen oder Modelle unabhängig vom Fertigungsstandort zur Optimierung des Verfahrens beitragen. Es wurde erkannt, dass die beschriebenen Verfahren deutlich verbessert werden kön nen, wenn mehrere hundert, insbesondere mehrere tausend Simulationen ausge lesen wurden. Eine solche Datenmenge ist für eine einzelne Fertigungsstätte oft mals in einem Jahr nicht erreichbar. Das Ortungssystem kann als Ultra-Breitband-System (Ultra Wideband, UWB) aus gebildet sein, um eine hohe Genauigkeit der Ortung zu ermöglichen. Ein solches ist beispielsweise in DE 10 2017 120 378 Al oder der zum Anmeldetag noch nicht veröffentlichten Anmeldung PCT/FR2019/000057 mit dem Titel :„Ultra-Wideband Location Systems and Methods" als Innenraum-Ortungssystem beschrieben. Wie dort beschrieben, kann ein solches System in eine noch wenig digital vernetzte Produktionsanlage integriert werden und so helfen, die digitale Vernetzung ohne allzu große Investitionen voranzutreiben. Gleichzeitig können die so gewinnbaren Daten über die Produktionsabläufe sowohl über den Raum und zugleich über die Zeit erfasst werden. Auf diese Weise kann ohne weitere Investitionen in Hardware Daten für die Simulation von Produktionsabläufen gewonnen werden. Der Inhalt von DE 10 2017 120 378 Al und PCT/FR2019/000057 werden durch Referenzie- rung vollumfänglich mit aufgenommen.
Besonders bevorzugt ist das Ortungssystem dazu ausgebildet, die Position der Mo bileinheiten, Träger, Transporthilfsmittel, Bauteile und/oder Bauteilverbünde und evtl auch Werkzeuge mit einer Genauigkeit von lm oder weniger als lm, bevorzugt von weniger als 0,3m, zu erfassen. Dies schafft weiter erhöhte Optimierungsmög- lichkeiten der Produktionsanlage. Das Ortungssystem kann weiter dazu ausgebil det sein, die Position dreidimensional zu erfassen. Dann können nicht nur Positi onsdaten in der Fläche der Produktionsanlage, sondern auch in der Höhe erfasst und der Simulation zugeführt werden. Das digitale Modell kann eine Karte eines Teils der Produktionsanlage oder der vollständigen Produktionsanlage aufweisen. Die Karte kann Informationen zu den Produktionswerkzeugen und/oder Bauteilen, und insbesondere deren Position und Ausrichtung, aufweisen. Die Träger können Bilderfassungsmodule, insbesondere jeweils einen Laserscan ner und/oder eine Kamera aufweisen, um ihre Umgebung zu erfassen, insbeson dere um die Karte zu aktualisieren.
Die Träger und/oder Transporthilfsmittel können zumindest einen weiteren Sensor aufweisen. Insbesondere können die Träger eine inertiale Messeinheit (inertial measurement unit,„IMU"), insbesondere mit einer Kombination mehrerer Iner- tialsensoren wie Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren, aufweisen.
Die Träger und/oder Transporthilfsmittel können ein Sender-Empfänger-System zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren der Trä ger aufweisen, beispielsweise auf Grundlage von RFID (radio-frequency Identifica tion) . Die Steuerung kann eine Schnittstelle aufweisen, um Log-Dateien der Produkti onswerkzeuge zu verarbeiten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann zumindest ein Produktionswerkzeug eine Ladezone zum Be- und Entladen eines Trägers aufweisen. Das Produktions system kann in diesem Fall eine Bildaufnahmeeinheit aufweisen, die dazu ausge bildet ist, Bildinformationen in der Ladezone zu erfassen. Das Ortungssystem kann weiterhin eine Bildauswerteeinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, unter Ver wendung der Bildinformationen die Lage und/oder einen Zustand eines Trägers, insbesondere dessen Beladung, zu ermitteln. Die Bildaufnahmeeinheiten können mittels VR (virtual reality) Systemen oder AR (augmented reality) Systemen er weitert werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Produktionssteue- rungsverfahren eines Produktionssystems, insbesondere des hier beschriebenen Produktionssystems, wobei das Produktionssteuerungsverfahren zumindest fol gende Schritte aufweist:
A) Einlesen der Position und/oder Identifikationsinformation eines Trägers, Transporthilfsmittels, Produktionswerkzeugs und/oder Bauteils, wobei das Einlesen durch ein Ortungssystem erfolgt;
B) Simulieren eines Produktionsablaufs, wobei die Simulation auf Daten des Or tungssystems basiert;
D) Steuern einer Produktionsanlage. Das Steuern erfolgt vorzugsweise auf Basis der Simulation des Produktionsablaufs gemäß Schritt B).
Das Produktionssteuerungsverfahren weist vorzugsweise zwischen den Schritten
B) und D) folgenden Schritt auf:
C) Vergleichen des simulierten Produktionsablaufs mit in einer Modellbibliothek hinterlegten zuvor simulierten und/oder tatsächlich durchgeführten Produkti- onsabläufen.
Das hier beschriebene Produktionssteuerungsverfahren kann hierdurch besonders effektiv optimiert werden. Um eine möglichst umfangreiche Modellbibliothek zu erhalten, wird der simulierte Produktionsablauf vorzugsweise in jedem Fall gespeichert - unabhängig davon, ob der Produktionsablauf tatsächlich mit diesem simulierten Produktionsablauf durch geführt wird oder mit einem zuvor hinterlegten
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeich nung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausfüh- rungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Die Simulation kann ihre Ergebnisse einem weiterem VR (virtual reality) System oder AR (augmented reality) System zur Produktionsplanung zur Verfügung stel- len. Die Simulation kann auf Daten dieses weiterem VR (virtual reality) System oder AR (augmented reality) System zur Produktionsplanung zurückgreifen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Nutzung und/oder Verwendung von Daten, insbesondere Positionsdaten eines hier beschriebenen Or- tungssystems in einem zuvor beschriebenen Produktionssteuerungsverfahren und/oder Produktionssystem. Die Positionsdaten sind insbesondere Positionsdaten von Trägern und/oder Bauteilen und/oder Transporthilfsmitteln und/oder Werk zeugen, die im Betrieb der Produktionsanlage erfasst werden, um die Bauteile bzw. Werkstücke nachzuverfolgen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Produktionssys tems bzw. eines erfindungsgemäßen Produktionssteuerungsverfahrens. Figur 1 zeigt ein Produktionssystem 10 mit einer Produktionsanlage 12, die meh rere Produktionswerkzeuge 14 umfasst. Die Produktionswerkzeuge 14 dienen der Herstellung von Bauteilen 16. Vorzugsweise ist zumindest ein Produktionswerk- zeug 14 in Form eines Metall- oder Blechbearbeitungswerkzeugs, insbesondere ei ner Stanzmaschine und/oder einer Laserschneidmaschine, ausgebildet. Zumindest ein Bauteil 16 kann in Form eines Blechteils ausgebildet sein. Zumindest ein Bauteil 16, insbesondere mehrere Bauteile 16, insbesondere meh rere zu einem Bauteilverbund zusammengefasste Bauteile 16 wird/werden durch Träger 18 zwischen Produktionswerkzeugen 14 transportiert. Die Träger 18 wer den von einer Steuerung 20 gesteuert und einem Ortungssystem 22 verfolgt (ge- trackt) bzw. überwacht. Das Ortungssystem 22 kann mehrere Sende-Empfangs- einheiten aufweisen, um durch die Berechnung von Signallaufzeiten zwischen den Sendern und den Trägern 18 die Position der Träger 18 in der Produktionsanlage 12 zu bestimmen. Die Sende-Empfangseinheiten können ausgebildet sein, elekt romagnetische Signale zu empfangen und abzusenden. Dabei kann die Laufzeit dieser Signale vom Ortungssystem 22 ermittelt werden und so die momentane Position in der Produktionsanlage 12 ermittelt werden. Mehrere der Sende-Emp fangseinheiten können fest installierte Einheiten sein, deren Position dem Ortungs system 22 bekannt ist. Die Identifizierung der Träger 18 im Ortungssystem 22 erfolgt dabei mittels Mobileinheiten 24, die jeweils mittelbar oder unmittelbar an den Trägern 18 angeordnet oder ausgebildet sind. Weitere Mobileinheiten können alternativ oder zusätzlich einem Transporthilfsmittel, Bauteil und/oder Bauteilver bund und evtl auch Werkzeugen zugeordnet sein. So können auch die Positionen dieser Einheiten verfolgt werden.
Die Mobileinheiten 24 können selbst als Sende-Empfangseinheiten ausgebildet sein, die ausgebildet sind elektromagnetische Signale zu empfangen und abzusen den (durch gestrichelte Linien 17 angedeutet). Dabei kann die Laufzeit dieser Sig nale vom Ortungssystem 22 ermittelt werden und so die momentane Position in der Produktionsanlage 12 ermittelt werden. Eine Ortung mit einer Genauigkeit von lm oder weniger, insbesondere 30cm oder weniger, ist auf diese Weise erreichbar. Die Mobileinheiten 24 können den Trägern 18, Transporthilfsmitteln 19 und/oder einzelnen Bauteilen 16 und/oder Bauteilverbünden sowie Werkzeugen 23 zuge ordnet sein. Dann kann eine Zuordnung der Daten des Ortungssystems 22 zu den Aufträgen der Produktionssteuerung erfolgen.
Das Entladen und Beladen der Träger 18 kann - insbesondere von einer Bildauf nahmeeinheit 26, z.B. einer Kamera, überwacht - in einer Ladezone 28 des Pro duktionswerkzeugs 14 erfolgen. Die Steuerung 20 kann dabei zur Optimierung der Produktionsanlage 12 dazu ausgebildet sein, auf die Daten der Bildaufnahmeein- heit 26 zurückzugreifen. Ein solches System ist beispielsweise in der Schrift DE 10 2016 120 131 Al beschrieben. Der Inhalt von DE 10 2016 120 131 Al wird durch Referenzierung vollumfänglich mit aufgenommen.
Die Steuerung 20 greift auf ein digitales Modell 30 der Produktionsanlage 12 zu- rück. Im digitalen Modell 30 kann eine Simulation der Produktionsabläufe der Pro duktionsanlage 12 durchgeführt werden. Diese Simulation basiert auf den Daten des Ortungssystems 22. Hierdurch wird die Simulation besonders präzise.
Die Daten des Ortungssystems 22 können in einer Datenverarbeitungs- und Ana- lyseeinheit 21 verarbeitet werden, bevor sie der Steuerung 20 zugeführt werden. Datenverarbeitungs- und Analyseeinheit 21 kann die Positionsdaten aufbereiten, also z.B. in Verbindung mit den Produktionswerkzeugen bringen, Daten einem be stimmten Arbeitsschritt zuordnen, wie z.B. Transport A-B, Fertigungsschritt an Ma schine C, Fertigung an Maschine D, Absortierung und Ablage auf Transporthilfs- mittel E, Transport mit Träger F zu Biegemaschine G etc.
Zusätzlich oder alternativ können die Daten des Ortungssystems 22 der Steuerung 20 aber auch direkt zugeführt werden. Dann kann die Steuerung 20 die Simulation während der laufenden Fertigung also während des Produktionsbetriebs, verbes- sern und das digitale Modell 30 aktualisieren.
Zusätzlich oder alternativ können die Daten des Ortungssystems 22 dem digitalen Modell 30 aber auch direkt zugeführt werden. Dann kann das digitale Modell 30 die Simulation während der laufenden Fertigung noch schneller verbessern und das digitale Modell 30 aktualisieren.
Zusätzlich oder alternativ können die Daten des Ortungssystems 22 der Datenver- arbeitungs- und Analyseeinheit 21 verarbeitet werden, bevor sie dem digitalen Modell 30 zugeführt werden.
Zusätzlich zu den Daten des Ortungssystems 22 können die Daten der Produkti onswerkzeuge 14 und/oder der Bildaufnahmeeinheit 26 in die Simulation einflie- ßen.
Die Simulation, d.h. die Simulationsergebnisse, werden der Steuerung 20 zur Ver fügung gestellt. Weiterhin kann die Steuerung 20 dazu ausgebildet sein, auf eine Modellbibliothek 32 mit mehreren Simulationen bzw. Simulationsergebnissen zu- rückzugreifen. Die Steuerung 20 kann dazu ausgebildet sein, selbsttätig, und/oder auf Weisung eines Nutzers, das Steuern der Produktionsanlage 12 wahlweise mit den bei der Simulation eingesetzten Parametern oder mit Parametern aus der Mo dellbibliothek 32 durchzuführen. Zusätzlich oder alternativ kann das digitale Modell 30 ausgebildet sein, auf die Modellbibliothek 32 mit mehreren Simulationen bzw. Simulationsergebnissen zu rückzugreifen. Das digitale Modell 30 kann dazu ausgebildet sein, selbsttätig, und/oder auf Weisung eines Nutzers, die zur Simulation eingesetzten Parameter oder die Parameter aus der Modellbibliothek 32 zu verwenden.
Das digitale Modell 30 und/oder die Modellbibliothek 32 kann/können in einer Cloud ausgebildet sein, um mehreren Nutzern den Zugriff auf einen großen Daten satz zu ermöglichen. Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung zusammenfassend ein digitales Modell 30 einer Produktionsanlage 12. Das digitale Modell 30 ist dazu ausgebildet, eine Simulation eines Produktionsab- laufs der Produktionsanlage 12 zu erzeugen. Eine Steuerung 20 kann auf die Si mulation zugreifen, um die Produktionsanlage 12 optimal zu betreiben. Das digi tale Modell 30 ist dazu ausgebildet, zur Erstellung der Simulation Daten eines Or tungssystems 22 zu verwenden. Das Ortungssystem 22 überwacht insbesondere Träger 18 zum Transport von Bauteilen 16. Die Steuerung 20 kann dazu ausgebil- det sein, Parameter der Simulationsergebnisse mit entsprechenden Parametern früherer Simulationsergebnisse und/oder tatsächlich erzielter Parameter früherer Produktionsabläufe zu vergleichen. Diese Parameter früherer Simulationsergeb nisse und/oder tatsächlich erzielter Parameter können in einer Modellbibliothek 32 hinterlegt sein. Die Steuerung 20 ist durch die Erfindung in der Lage, die Produk- tionsanlage 12 sehr effektiv zu steuern. Die Erfindung betrifft weiterhin ein ent sprechend durchgeführtes Produktionssteuerungsverfahren.
Bezuaszeichenliste
10 Produktionssystem
12 Produktionsanlage
14 Produktionswerkzeug
16 Bauteil
17 elektromagnetische Signale
18 Träger
19 Transporthilfsmittel
20 Steuerung
21 Datenverarbeitungs- und Analyseeinheit
22 Ortungssystem
23 Werkzeug
24 Mobileinheit
26 Bildaufnahmeeinheit
28 Ladezone
30 Digitales Modell der Produktionsanlage
32 Modellbibliothek

Claims

Patentansprüche
1. Produktionssystem (10), wobei das Produktionssystem (10) Folgendes auf- weist:
a) Eine Produktionsanlage (12) mit
i) Produktionswerkzeugen (14) zur Fertigung von Bauteilen (16) und
ii) Trägern (18) und/oder Transporthilfsmitteln (19) zum Transport der Bauteile (16) zwischen den Produktionswerkzeugen (14); b) eine Steuerung (20) zum Steuern der Produktionsanlage (12) auf Ba sis von Produktionsdaten;
c) ein Ortungssystem (22) zur Lokalisierung von einer am Träger (18), Bauteil (16), Produktionswerkzeug (14) oder Transporthilfsmittel (19) angeordneten oder ausgebildeten Mobileinheit (24), wobei das Or tungssystem (22) eingerichtet ist,
i) die Position der Mobileinheit (24) zu ermitteln und/oder ii) eine auf der Mobileinheit (24) gespeicherte Identifikationsinfor mation zu erfassen
und die so ermittelten Positionsdaten der Träger (18), Bauteile (16), Produktionswerkzeuge (14) und/oder Transporthilfsmittel (19) an die Steuerung (20) zu übermitteln;
d) ein digitales Modell (30) der Produktionsanlage (12) zur Simulation von Produktionsabläufen, wobei die Simulation zumindest auf den Da ten des Ortungssystems (22) basiert.
2. Produktionssystem nach Anspruch 1, bei dem die Steuerung (20) dazu aus gebildet ist, das Steuern der Produktionsanlage (12) auf Basis der Ergeb nisse der Simulation durchzuführen.
3. Produktionssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Produktionsdaten Produktionsabläufe, Anordnung der Produktionswerkzeuge (14), Kennzah len der Produktionswerkzeuge (14) und/oder Bauteildaten aufweisen.
4. Produktionssystem nach Anspruch 3, wobei die Kennzahlen der Produkti onswerkzeuge (4) zumindest eine der folgenden sind : Laserstrahlintensität, Laserstrahlfokus, eingesetztes Biegewerkzeug, Durchlaufgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Pulsverhältnis beim gepulsten Betrieb, Leistung, Energie.
5. Produktionssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kennzahlen der Bau teildaten zumindest eine der folgenden sind : Material, Kontur, Abmessun gen, Verformungen, Dicke.
6. Produktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Träger (18) und/oder Transporthilfsmittel (19) zumindest einen weiteren Sensor aufweisen.
7. Produktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Produktionssystem (10) eine Modellbibliothek (32) mit simulierten und/oder tatsächlich durchgeführten Produktionsabläufen aufweist, wobei die Steue rung (20) dazu ausgebildet ist, den im digitalen Modell (30) simulierten Pro duktionsablauf mit den Produktionsabläufen der Modellbibliothek (32) zu vergleichen.
8. Produktionssystem nach Anspruch 7, bei dem die Simulation und/oder die Modellbibliothek Cloud-basierend ausgebildet ist.
9. Produktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ortungssystem (22) als Ultra-Breitband-System ausgebildet ist.
10. Produktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ortungssystem (22) eingerichtet ist, die Position der Träger (18) mit einer Genauigkeit von weniger als lm, bevorzugt von weniger als 0,3m, zu erfas sen.
11. Produktionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zu mindest ein Produktionswerkzeug (14) eine Ladezone (28) zum Be- und Entladen eines Trägers (18) aufweist, wobei das Produktionssystem (10) eine Bildaufnahmeeinheit (26) aufweist, die eingerichtet ist, Bildinformatio nen in der Ladezone (28) zu erfassen und wobei das Ortungssystem (22) eine Bildauswerteeinheit aufweist, die eingerichtet ist, unter Verwendung der Bildinformationen die Lage und/oder einen Zustand eines Trägers (18) zu ermitteln.
12. Produktionssteuerungsverfahren eines Produktionssystems (10), insbeson dere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
A) Erfassen der Position und/oder Identifikationsinformation eines Trä gers (18), Transporthilfsmittels (19), Produktionswerkzeugs (14) und/oder Bauteils (16) mittels eines Ortungssystems (22);
B) Simulieren eines Produktionsablaufs, wobei die Simulation zumindest auf den vom Ortungssystem (22) erfassten Daten basiert;
D) Steuern einer Produktionsanlage (12) durch eine Steuerung (20), wo bei das Steuern insbesondere auf Basis der Ergebnisse der Simulation erfolgt, insbesondere mittels eines digitalen Modells (30) der Produk tionsanlage (12).
13. Produktionssteuerungsverfahren nach Anspruch 12, umfassend den Schritt:
C) Vergleichen des simulierten Produktionsablaufs mit in einer Modell bibliothek (32) hinterlegten simulierten und/oder tatsächlich durch geführten Produktionsabläufen.
14. Produktionssystem oder Produktionssteuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Simulation in Form einer Material flusssimulation hinterlegt ist.
15. Produktionssystem oder Produktionssteuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Produktionswerkzeug in Form eines Metallbearbeitungswerkzeugs, insbesondere eines Blechbear beitungswerkzeugs, insbesondere einer Stanzmaschine und/oder einer La- serschneidmaschine, ausgebildet ist.
16. Produktionssystem oder Produktionssteuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Bauteil bzw. Werkstück in Form eines Blechteils ausgebildet ist.
17. Produktionssystem oder Produktionssteuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das digitale Modell (30) eine Karte ei nes Teils der Produktionsanlage (12) oder der vollständigen Produktions anlage (12) aufweist, und insbesondere die Karte Informationen zu den Produktionswerkzeugen und/oder Bauteilen, und insbesondere deren Posi tion und Ausrichtung, aufweist.
PCT/EP2020/062465 2019-05-10 2020-05-05 Produktionssystem und produktionssteuerungsverfahren mit ortungssystem-basierter simulation von produktionsabläufen WO2020229234A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20727901.9A EP3966644A1 (de) 2019-05-10 2020-05-05 Produktionssystem und produktionssteuerungsverfahren mit ortungssystem-basierter simulation von produktionsabläufen
JP2021566566A JP7315710B2 (ja) 2019-05-10 2020-05-05 位置特定システムベースの生産フローのシミュレーションを伴う生産システムおよび生産制御方法
CN202080034892.0A CN113811827A (zh) 2019-05-10 2020-05-05 基于定位***对生产进程模拟的生产***及生产控制方法
US17/517,890 US20220057787A1 (en) 2019-05-10 2021-11-03 Production systems and production control methods with locating system-based simulations of production sequences

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206756.5A DE102019206756A1 (de) 2019-05-10 2019-05-10 Produktionssystem und Produktionssteuerungsverfahren mit Ortungssystem-basierter Simulation von Produktionsabläufen
DE102019206756.5 2019-05-10

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/517,890 Continuation US20220057787A1 (en) 2019-05-10 2021-11-03 Production systems and production control methods with locating system-based simulations of production sequences

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020229234A1 true WO2020229234A1 (de) 2020-11-19

Family

ID=70861436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/062465 WO2020229234A1 (de) 2019-05-10 2020-05-05 Produktionssystem und produktionssteuerungsverfahren mit ortungssystem-basierter simulation von produktionsabläufen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220057787A1 (de)
EP (1) EP3966644A1 (de)
JP (1) JP7315710B2 (de)
CN (1) CN113811827A (de)
DE (1) DE102019206756A1 (de)
WO (1) WO2020229234A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021117097A1 (de) 2021-07-02 2023-01-05 Ima Schelling Deutschland Gmbh Verfahren zur Prozessoptimierung von Holzverarbeitungsanlagen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014090310A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Abb Technology Ag System and method for monitoring and/or diagnosing operation of a production line of an industrial plant
US20170199518A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 nextLAP GmbH Method for manufacturing a product with integrated planning and direct holistic control
DE102016120131A1 (de) 2016-10-21 2018-04-26 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Absortierunterstützungsverfahren und Flachbettwerkzeugmaschine
DE102017120378A1 (de) 2017-09-05 2019-03-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Innenraum-ortung-basierte steuerung von fertigungsprozessen in der metallverarbeitenden industrie

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6357151A (ja) * 1986-08-29 1988-03-11 Toshiba Corp ワ−クの在席確認装置
JPH06270040A (ja) * 1993-03-23 1994-09-27 Kobe Steel Ltd 自動搬送設備の制御方法
JPH11309650A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Sharp Corp 自動搬送設備
US7518511B1 (en) * 2005-03-01 2009-04-14 Ravi Panja Dynamic product tracking system using RFID
JP2009134438A (ja) 2007-11-29 2009-06-18 Toyota Motor Corp 搬送用自走車の稼動管理システム及び稼動管理方法
AT507021B1 (de) * 2008-07-04 2010-04-15 Fronius Int Gmbh Vorrichtung zur simulation eines schweissprozesses
IT1401373B1 (it) * 2010-08-06 2013-07-18 Fidia Spa Sistema predittivo di controllo e visualizzazione virtuale per una macchina utensile a controllo numerico
CN102608919A (zh) * 2012-03-01 2012-07-25 奇瑞汽车股份有限公司 一种冲压单工位生产模拟验证方法
CN103544556B (zh) * 2013-09-06 2017-10-24 上海大学 隧道全生命周期管理***及方法
EP3376412A1 (de) * 2017-03-15 2018-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum erstellen eines geometriedatensatzes bzw. eines ablaufplans für die additive herstellung eines werkstücks und computerprogrammprodukt sowie datennetzwerk zur durchführung dieses verfahrens
CN106971421B (zh) * 2017-04-25 2020-08-04 上海联泰科技股份有限公司 三维物体数据处理方法、处理设备及3d打印设备
CN108132033B (zh) * 2017-12-15 2024-01-05 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种汽车底盘后悬零件装配模拟检测工装及检测分析方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014090310A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Abb Technology Ag System and method for monitoring and/or diagnosing operation of a production line of an industrial plant
US20170199518A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 nextLAP GmbH Method for manufacturing a product with integrated planning and direct holistic control
DE102016120131A1 (de) 2016-10-21 2018-04-26 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Absortierunterstützungsverfahren und Flachbettwerkzeugmaschine
DE102017120378A1 (de) 2017-09-05 2019-03-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Innenraum-ortung-basierte steuerung von fertigungsprozessen in der metallverarbeitenden industrie

Also Published As

Publication number Publication date
JP7315710B2 (ja) 2023-07-26
CN113811827A (zh) 2021-12-17
US20220057787A1 (en) 2022-02-24
JP2022532580A (ja) 2022-07-15
EP3966644A1 (de) 2022-03-16
DE102019206756A1 (de) 2020-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3529001B1 (de) Absortierunterstützungsverfahren und flachbettwerkzeugmaschine
EP3529178B1 (de) Absortierunterstützungsverfahren, absortiersystem und flachbettwerkzeugmaschine
DE102017107357A1 (de) Absortierunterstützungsverfahren, Absortiersystem und Flachbettwerkzeugmaschine
DE102011082800B4 (de) System und Verfahren zur automatisierten Erstellung von Roboterprogrammen
EP2216144B1 (de) Verfahren und System zur Kontrolle von Bauteilen und/oder Funktionseinheiten mit einer Prüfvorrichtung
DE102017128543A1 (de) Störbereich-einstellvorrichtung für einen mobilen roboter
EP3786745B1 (de) Identifikation von abweichungen zwischen realer anlage und ihrem digitalen zwilling
EP3403051B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vorgeben von vorgabedaten für eine vermessung eines zu vermessenden werkstücks durch ein koordinatenmessgerät und/oder für eine auswertung von messergebnissen einer vermessung eines vermessenen werkstücks durch ein koordinatenmessgerät
EP3785215A1 (de) Innenraum-ortungssystem für die industrielle fertigung
DE102019131235B4 (de) Verfahren zum Verknüpfen von Information mit einem Werkstückdatensatz und Flachbettwerkzeugmaschine
DE112019000097T5 (de) Steuervorrichtung, Arbeitsroboter, Programm und Steuerverfahren
EP3881079A1 (de) Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten laborgeräten und verfahren zur steuerung eines laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten laborgeräten
WO2016015928A1 (de) Verfahren zur erstellung eines messprotokolls und rechner zur ausführung eines solchen verfahrens
DE102020130520A1 (de) Verfahren zum steuern eines roboters in gegenwart menschlicher bediener
CN104460522A (zh) 一种利用参数化编程的客专道岔钢轨件仿真加工方法
EP3966644A1 (de) Produktionssystem und produktionssteuerungsverfahren mit ortungssystem-basierter simulation von produktionsabläufen
WO2021185909A1 (de) Computerimplementiertes verfahren zum erstellen von steuerungsdatensätzen, cad-cam-system und fertigungsanlage
DE102015214857A1 (de) Verfahren und System zum Erstellen eines dreidimensionalen Modells einer Produktionsumgebung
WO2019206750A1 (de) Industrielle fertigungsstätte und verfahren zur automatisierten verbuchung von manuellen tätigkeiten
WO2020109482A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur passgenauen herstellung von austauschstrukturteilen
EP3300521A1 (de) Ausrichtungsverfahren für werkstücke
DE102017204629A1 (de) System mit einem werkzeug und verfahren zum führen eines benutzers eines werkzeugs bei einer behandlung mindestens eines werkstücks
DE202018006452U1 (de) Fertigungsmodul mit kollaborativem Roboter
DE102011084353B4 (de) Verfahren und Computerprogramm zum Einrichten eines Greifroboters, sowie Greifroboter
EP4345560A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines additiven herstell-prozesses eines bauteils sowie additiver herstell-prozess des bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20727901

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021566566

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020727901

Country of ref document: EP

Effective date: 20211210