专利名称：用于分散式材料流控制的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运送运输货物的材料流系统，包括用于执行运输任务的部件。此外本发明涉及用于运送货物的材料流系统的部件。
背景技术：
材料流系统应当尽可能达到针对待运送运输货物的最佳吞吐量。为此必须做出诸如转辙器的位置或者是否分派(einlasten)新的运输货物的材料流判决，使得不会导致不平衡负载或阻塞。为此可以使用该设备的当前占用状态以及一如果有的话一关于所计划的待分派的运输货物的信息来用于预测在该设备的什么区域上预期会发生阻塞等。然后可以用合适的控制策略来抵抗该阻塞等。在具有中央材料流计算机(MFR)的系统中，该中央材料流计算机集中管理当前的占用状态，并且由此还可以集中计算关于未来状态的预测。在存在关于排队等候要分派的运输货物的计划时，可以在计算时同样考虑这些运输货物。经典的中央材料流系统具有中央实例，即材料流计算机，该材料流计算机如上所述周期地从下级控制装置获得所有所需要的信息，并从而可以预测未来的占用。在美国专利申请US2007/0078531A1中公开了用于动态模拟过程流的系统和方法，其中使用中央模拟机(Simulation Engine)0中央材料流计算机(MFR)是一种可能影响材料流系统的性能和吞吐量的瓶颈。在中央材料流计算机出现故障时，整个材料流系统可能不再与变化的负载条件匹配。在该文献中存在用于分散式材料流系统的方法。分散式材料流系统可以引入中央实例作为信息旋转盘(例如无源地通过电子黑板，或者有源地类似于经典的 MFR)。但是由此又失去了分散式方法的优点(对于性能没有中央瓶颈，没有单点故障， 机械电子装置(Mechatronik)和控制装置的共同界限)。此外，A. Fay和I. Fischer 在 Automatisierungstechnik 52 (2004)7， Oldenbourg Verlag 的文章"Dezentrale Automatisierungsstrategien fiir Gepackbeforderungssysteme“中建议，对材料流系统使用互联网的路由机制。但是，所建议的分散式方法是不灵活的，并且不是性能好的。例如在路线改变的情况下不进行更新。G. . Follert 禾口 M. Roidl 在"Evaluation of Routing Strategies for Decentralized Self-Organization in Large Scale Conveyor Systems. Progress in Material Handling Research: 2008. Material Handling Institute, 160-184， 2008” 中建议一种没有中央元件的方法。这通过用消息涌入(Fluten)设备来实现。在此，所形成的通信负载非常大，因为对于每个已分派的运输单元来说都要通过涌入该设备的通信网络来单独确定路线。
发明内容
本发明的任务是提供用于材料流系统的部件，该部件使得可以对材料流系统的占用状态的未来发展进行可靠的预测，其中该部件灵活和实时地对材料流系统中的变化作出反应，而为此不需要诸如材料流计算机的中央实例。该任务利用尤其是用于运送运输货物的材料流系统来解决，该材料流系统包括用于执行运输任务的部件，其中部件包括
a)用于运送运输货物的机械元件；
b)用于检测该机械元件和/或运输货物和/或环境的状态的传感器装置；
c)用于机械地影响所述机械元件和/或运输货物的执行器装置；
d)用于控制所述机械元件和执行器装置的控制部件，该控制基于由传感器装置提供的数据、材料流系统的当前设备状态数据以及该控制部件的控制参数；
e)与相邻部件和与环境的接口；以及
f)用于确定特定于部件的未来状态的自模拟器，其中根据相应的特定于部件的未来状态能够确定对材料流系统的未来设备状态的预测。分散式材料流系统不具有中央材料流计算机(MFR)，而是由协作的自主部件或模块构成，这些部件或模块分别既包含机械电子装置又包含所属的控制装置，并且可以在很大程度上自动地配置。这样的系统的模块例如是传送带、转辙器或连结器。在常见的分散式材料流系统中，模块控制装置中没有一个有对该材料流系统的总览，并且不能容易地对该材料流系统的占用状态的未来发展进行预测。但是，本发明的方法使得模块，也就是部件， 可以一起对整个设备的占用状态的未来发展进行分布式预测，其方法是每个模块利用专用的(也就是分配给每个部件的)自模拟器执行对自己的未来模块状态的模拟。在该材料流系统的每个部件中集成分散式模拟部件。在每个部件(模块)内部提供完整的信息来用于模拟自己未来的占用，因为当前的占用和自己的行为是已知的。此外，必须附加地由先导模块告知关于未来要运送的运输单元的信息，并且完全一样地传递给后续部件。模块在分散式材料流系统中的精确裁剪是一种设计判决而不是本方法的主题。对于本方法而言，仅仅相关的是，模块(部件)是实体，该实体在分散式系统中被看作为封闭的单元并且本身具有其行为的信息。通过不具有中央材料流计算机，提高了该系统的可靠性。在分散式控制部件出现故障时不发生完全的故障，因为出现故障的控制部件的任务可以被相邻部件接管。本发明的第一有利构成在于，所述自模拟器基于材料流系统的当前设备状态数据以及控制部件的控制参数通过模拟来确定对特定于部件的未来状态的预测。由此在每个部件内部提供完整的信息来用于模拟自己的未来占用，因为当前的设备占用和自己的行为是已知的。本发明的另一有利构成在于，所述自模拟器可以通过所述接口访问相邻部件的数据，并且将这些数据用于模拟。由此可以由先导部件告知关于未来要运送的运输单元的信息，并且完全一样地传递给后续部件。这提高了通过所述模拟产生的预测(系统中的占用， 要预期的阻塞或不平衡负载)的有效性和精确性。本发明的另一有利构成在于控制优化器，该控制优化器基于通过自模拟器预测的特定于部件的未来状态数据相应地优化控制参数。控制优化器基于所预测的未来设备状态相应地匹配控制参数。由此根据预测结果自动推导出控制参数。本发明的另一有利构成在于，自模拟器对所有部件循环性同步地激活。部件的模拟可以对所有部件循环性同步地同时发动。这样的循环可以按照固定的时间光栅发动，例如在整分钟时以及在半分钟时每30s。必须借助合适的协议来确保所有部件都与共同的时
5间同步并且对循环起始时间使用相同的时间表。这样的协议的示例是互联网协议ntp。在该循环开始时，所有自模拟器都以在当前停留地点处的恰好位于部件中的运输单元来初始化。如果自模拟结束，则通知在该设备中恰好新确定的信息基础的数据，并且循环结束。在新形成的信息基础被传送给部件的控制优化器之前可以联接多个循环。本发明的另一有利构成在于，所述自模拟器被异步激活。部件的自模拟器也可以被异步激活。由此可以灵活地根据应用情况和材料流系统来使用本方法。本发明的另一有利构成在于，通过自模拟器识别材料流系统中的不平衡负载或者阻塞。由此可以在材料流系统中达到针对待运送的运输货物的最佳吞吐量。现在可以做出诸如转辙器的位置或者是否分派新的运输货物的材料流判决，使得不导致不平衡负载或者阻塞。本发明的另一有利构成在于，通过控制优化器在材料流系统中避免不平衡负载或者阻塞。由此可以自动和特定地做出诸如转辙器的位置或者是否分派新的运输货物的材料流判决，以避免不平衡负载或者阻塞。本发明的另一有利构成在于，所述自模拟器访问材料流系统的分派计划。由此对每个分派计划都可以产生与当前存在的设备满载以及设备配置协调的预测。该任务还利用材料流系统的部件解决，该部件包括
a)具有传送元件、传感器和用于运输货物的执行器的机械电子装置；
b)用于控制该机械电子装置的控制装置，
c)与相邻部件以及与环境的接口，
d)用于确定特定于部件的未来状态的自模拟器，其中该自模拟器与材料流系统的其它部件的自模拟器一起作用，以确定该材料流系统的未来设备状态。部件或模块由传送技术的机械装置、传感器装置和执行器装置、控制装置以及与相邻模块的通信接口组成。模块的示例是传送带、转辙器或连结器。在本发明意义下，部件/模块还可以是比已经提到的示例更复杂的类型。例如，连结器包括进行输送的传送带在内可以组成模块。模块在分散式材料流系统中的精确裁剪是依据例如基础结构或者特定于应用的前提(要求)的设计判决。对于本方法而言，仅仅重要的是模块是实体，该实体在分散式系统中被看作为封闭的单元并且本身具有其行为的信息。在材料流系统的每个部件/模块中集成分散式模拟部件。在每个模块内部提供完整的信息来用于模拟自己未来的占用，因为当前的占用和自己的行为是已知的。此外，必须附加地由先导模块告知关于未来要运送的运输单元的信息，并且完全一样地传递给后续模块。在分散式模拟部件出现故障时不发生完全的故障，因为出现故障的模拟部件的任务可以被相邻部件接管。本发明的另一有利构成在于，所述部件包括控制优化器，该控制优化器基于通过自模拟器预测的特定于部件的未来状态数据相应地匹配控制装置的控制参数。由此可以在调节回路的意义下自动和特定地做出专用的材料流判决，如转辙器的位置或者是否分派新的运输货物，以达到最佳的占用状态。本发明的另一有利构成在于，所述控制优化器在材料流系统中避免不平衡负载或者阻塞。由此可以在该材料流系统中达到针对待运送的运输货物的最佳吞吐量。本发明的另一有利构成在于，部件的自模拟器访问材料流系统的设备状态数据和 /或访问分派计划数据。由此对每个分派计划都可以产生与当前存在的设备满载以及设备配置协调的预测。本发明的另一有利构成在于，所述部件通过接口熟悉相邻部件并且相应于相邻部件的数量和类型来自动配置自模拟器和控制优化器。这使得分散式控制装置的自配置成为可能。为了调整，不需要分派情景(例如在知识数据库的意义下，在该知识数据库中存储了在相应的分派情景时应当如何处理)。
本发明的实施例在附图中示出并且将在下面解释。在此
图1示出使用经典中央控制计算机的体系结构，
图2示出在使用自模拟器的情况下使用分散式控制部件的示例性体系结构， 图3以转辙器为例示出本发明部件的示意结构，
图4在示意性的概貌图中示出设备的机械电子结构与其向本发明的模块或部件的映射之间的区别，
图5在所选择的设备情景中示出本发明自模拟器的示例性使用，以及图6示出图5的示例的特殊化和延展。
具体实施例方式图1示出使用经典中央材料流计算机MRl来控制材料流系统(例如用于运送和搬运货物的运输系统)的体系结构。在此，中央材料流计算机MRl通常作为控制计算机以及作为管理计算机(例如用于集中数据存储，用于集中分派计划或者用于确定要预期的设备状态的模拟)使用。中央材料流计算机MRl与设备的控制部件SKl (例如存储器可编程控制装置)例如通过电缆连接或无线地(WLAN，蓝牙)通信。控制部件SKl还可以与一个或多个相邻控制装置NSl连接，并且与它们交换数据或者传递中央材料流计算机MRl的控制指令。 此外，控制部件SKl通过传感器SEl (在运输系统环境中的传感器例如是光势垒或运动信号装置)获得输入，并且依据设备状态AZl和控制参数SPl影响执行器AKZ (例如调整元件)。 中央材料流计算机MRl访问设备部件的设备状态数据AZ1，并且通过该访问以及依据所提供的分派计划EPl对设备的控制部件SKl的控制参数SPl的影响来控制该控制部件SK1。 该通信基础结构在图1中通过箭头显示。使用中央材料流计算机MRl来控制材料流系统的缺点在于，所有集中的控制和管理功能(例如执行设备模拟，数据保持，与控制台的通信)都捆绑在该中央材料流计算机MRl 中。如果该中央材料流计算机MRl出现故障，则所述设备不再能匹配变化的负载状况，在最不利的情况下整个设备停止。为了保证高的故障安全性，必须提供附加的计算机作为“备用”。这导致附加的成本并且通常也无法阻止一定的故障时间，因为在系统故障时设备部件必须首先初始化，并且备用计算机(预留计算机)需要运转时间来重新运转该设备。图2示出在使用自模拟器ESl来用于控制和设备模拟的情况下(用于预测占用状态和预言阻塞和狭口以及不平衡负载)使用分散式控制部件SK2的示例性体系结构。与经典控制计算机(MR1，图1)的体系结构不同，该分散式控制部件具有部件、自模拟器ES1，该自模拟器访问设备状态AZ2和模块(部件)的控制参数SP2。此外，自模拟器ESl可以与相邻模块ES2的相应部件借助通信基础结构来交换数据。用于控制材料流系统的通信基础结构可以有线地(例如LAN，以太网，总线连接)、无线地(无线，例如WLAN，无线电，蓝牙)或者以有线和无线之间的混合形式实现。该通信基础结构在图2中通过箭头显示。图2中显示的在材料流系统中使用的部件(模块)Kl包括分散式控制部件SK2，该控制部件SK2与相邻控制装置NS2连接并且通过传感器SE2 (例如用于通告运输货物到达的光势垒)从物理基础结构(转辙器，传送带，运输容器等)获得输入。控制部件SK2例如可以构成为存储器可编程控制装置(SPS)，该存储器可编程控制装置依据设备状态AZ2、控制参数SP2以及传感器SE2 的输入为执行器AK2 (例如调整元件，传动装置)提供输出。自模拟器ESl根据相邻模拟器ES2的数据、分派计划EP2以及当前的设备状态AZ2 通过模拟来确定未来的设备状态AZ3 (或在未来不同时刻的设备状态)。部件、控制优化器 SOl基于所预测的未来的设备状态相应地自动匹配控制参数SP2。控制优化器SOl可以与相邻部件0 邻模块)的相邻控制优化器S02连接并且询问和/或直接影响相邻部件的控制参数。由此实现在设备运行时的进一步的优化和效率。由此用于自模拟的信息基础由两个部分组成。一方面是用于自模拟的所需要的数据，另一方面是为了控制材料流系统而生成的数据。考虑到设备的模块之间的必要通信，应当达到两个数据类型的尽可能大的交集。一般而言，信息基础可以被描述为函数
该函数取决于模块m和时间t。孜是用于自模拟的信息基础的分量，和+^MY)是用于控制的分量。图3以转辙器为例示出本发明部件K2的示意性结构。部件(模块)K2-K5由传送技术的机械装置FB1，FB2、用于转向的机械装置W1、传感器装置SE3，SE4(例如光势垒，信号装置)以及执行器装置(例如传动装置，调整元件)、控制装置SK3以及与相邻模块K3-K5的通信接口组成。模块的示例是传送带、转辙器或连结器。在本发明意义下模块/部件还可以是比已经提到的示例更复杂的类型。例如，连结器包括进行输送的传送带在内可以组成模块。模块形成基于在设备工程学中的判决，并且可以通过技术人员或自动化专家来进行。图4在示意性的概貌图中示出设备的机械电子结构及其向本发明模块或部件的映射之间的差别。图4上部分的子图(a)示出具有传送段FB3-FB10、转辙器W2-W4和连结元件(ZusammenfUhrungselementen) ZU1-ZU3的设备的机械电子结构。图4下部分的子图 (b)示出该机械电子结构向本发明模块(部件)ml至m7的映射。为了示例性解释，在图4中向模块m5分配传送段FB7和FB8以及连结器ZU3。模块(部件)ml-m7在分散式材料流系统中的精确裁剪是技术人员或自动化专家的设计判决。 该设计判决取决于现有的基础结构以及对设备的要求。模块ml-m7是实体，该实体在分散式系统中被看作为封闭的(abgeschlossen)单元并且本身具有其行为的信息。在每个模块 ml-m7内部提供完整的信息来用于模拟自己未来的占用，因为当前的占用和自己的行为是已知的。此外，还必须附加地由先导模块告知关于未来要运送的运输单元的信息，以及完全一样地传递给后续模块。图5借助于选择的设备情景示出本发明自模拟器的示例性使用。如在图2中已经提到的，信息基础可以被描述为函数该函数取决于模块m和时间t。两(《,·；>是用于自模拟的信息基础的分量，和广)是用于控制的分量。下面基于模块(部件)的自模拟器描述示例性模拟。图5上面三分之一的子图(a) 示出该示例的原始基础，即机械电子设备结构到模块/部件ml-m7的分配，如在图4中所示。对于该示例假定，用于控制的信息基础由在模块上与时间有关的运输单元数量组成。也就是说，.战(m,i)包含在时间t时在整个模块m上的运输单元数量。在转辙器的情况下，仅仅是直至判决位置(在图5中在模块布局中以灰色附着的方式示出)的模块。此外，对于对模块m的控制来说只有对于模块m’的值是感兴趣的，其中所述模块m’在材料流中从m出发可达。控制根据信息基础为模块确定行为。一般而言，控制同样可以描述为函数
m, f): χ ^ (m', t)，
该函数向在时间t时位于模块m的判决点上的运输单元χ在信息基础Λ的情况下分配在时间t’时向后续模块m’的进入。在图5中间的子图(b)示出该分配。灰色附着的面标记出相应模块的判决点。如果两个模块同时位于该模块的判决点上，例如子图(b)中的运输单元χ和z，则函数(次(JPs, m, Κ 》可以将这两个模块在时间上矫正地转运给后续模块。如果在该示例中，即在子图(b)中，运输单元χ在ζ之前被转运到模块Hl1中，则对于χ 和ζ进入模块叫的进入时刻t’和t’’成立的是t’ <t’’。但是这是为了实施自模拟的设计判决。函数议既可以向χ也可以向ζ分配相同的时刻，(^iJL m2, i》W = i两JLnu t)(z) 。于是自模拟必须能够相应地考虑这些值。此外，身，.)包含对于自模拟所需要的数据JTe( 力。如果对该示例进一步假定在自模拟的范围内向每个模块通知运输单元在模拟内到达该模块的到达时间。为简单起见， 假定在到达模块m之后运输单元在恒定的时间τ,η之后到达模块m的判决点，也就是不考虑由于反向阻塞所造成的等候。然后在时间t时踏入模块m的运输单元χ在时间t’时离开它并且踏入模块m’，其中(t', W) = Js, + : ,)(χ)。在模块具有多个入口的情况下，运输
时间Ilm还可能与相应的入口有关，参见图5下面三分之一的子图(C)。由此描述了运输单
元χ通过模块m的完整经历。用于自模拟的信息基础对该示例而言除了来自fs《·,· 的值之外只必须还包含在时间t时到达模块m的运输单元。在我们的示例的情况下，针对模块m的信息基础:i气《,·)无论是对控制还是对自模拟都只对针对可以在材料流中从模块m出发到达的模块m’的值感兴趣。也就是说，为了在所有模块中提供信息基础，每个模块向其先导转达来自其后续者的数据以及其自己的数据就足够了。在此，利用简单的标准方法避免无穷数据循环的形成。模块(部件)的模拟对所有模块都循环性同步地同时发动。这样的循环可以按照固定的时间光栅发动，例如在整分钟时以及在半分钟时每30s。必须借助合适的协议确保所有模块都同步到共同的时间上并且使用相同的时间计划来用于循环起始时间。这样的协议的示例是互联网协议ntp。在循环开始时，所有自模拟器都以在当前停留地点恰好位于模块中的运输单元来初始化。如果关于要预期的运输单元的计划存在，则这些运输单元可以在相应的模块(这些运输单元应当被分派到的地方)处以其预期的提供时刻来考虑。基于最后的信息基础对·,·)，为位于该模块上的运输单元确定向后续模块的传送时刻并且通知给相应的模块。 对于通过自模拟虚拟进入的运输单元也进行类似的处理。进入时刻在待模拟的时间水平之后的运输单元被丢弃。如果自模拟结束，则通知在设备中恰好新确定的信息基础对*，·)的数据，并且循环结束。在新形成的信息基础被传送到所述模块的控制优化器之前，可以联接多个循环。但是该模拟还可以针对模块(部件)异步激活。为此目的，模块存储虚拟地通过相邻模块的自模拟器进入的运输单元。该模块注明虚拟进入的运输单元的预期的到达时间以及其它特性。在异步激活的情况下，不同模块的自模拟器的运行不需要协调。由此模块的自模拟的运行与相邻模块无关如果针对模块的模拟被起动，则自模拟器首先以在当前停留地点恰好位于该模块中的运输单元来初始化。此外，自模拟器以由该模块存储的虚拟进入的运输单元来初始化。如果对该模块来说存在将分派到该模块的运输单元的计划，则自模拟器还以这些运输单元的提供时刻来考虑这些运输单元。基于最后的信息基础汽为所有这些运输单元确定向后续模块的传送时刻并且通知给相应的模块。后续模块存储这些虚拟进入的运输单元的值以便稍后用在其自己的模拟中。由此针对所考察的模块的模拟结束，并且信息基础对·,■)得到更新。在一个或多个自模拟之后，新的信息基础对V)被传送给该模块的控制装置。所描述的方法由于以下原因收敛所考察的时间水平是有限的，例如运输单元通过所述设备的最大容许的经历时间。每个模块m对于已接收的关于在时刻t要运输的货物
的消息至多产生一个消息，该消息最早涉及时刻t+ Tm (=、+经历时间)并且发往后续模
块，以及在需要时向所接收的消息的源模块产生关于具体的验收时刻的消息。也就是说，在有限的很多消息之后达到所述时间水平并且不再发送新的消息。于是在每个模块中提供关于直至该时间水平的不同负载状态的预测。为了确保该方法的效率，需要在要通过自模拟确定的数据与对于设备的最佳运行所需要的数据之间协调。对于设备的最佳运行所需要的数据根据在所采用的控制中使用的信息基础来给出；通过自模拟产生的数据在其质量方面不需要超过由该控制所需要的质量，只要这对于自模拟的信息基础是不必要的。所发生的校准耗费与具体设备和可能的分派情景无关。该耗费仅在开发相应的通用设备类型时发生并且因此是一次性的。目前具有中央材料流计算机(MFR1 ；图1)的材料流系统的缺点得到了避免，也就是集中的通信狭口、单点故障以及机械电子装置、控制装置和材料流优化装置的不统一的界限。分散式的、自主的模块的优点得到保持，也就是在很大程度上的自配置、减小的工程耗费、更快速的开始运转等。尽管如此，在此产生高质量的、关于该系统的未来负载状态的预测作为有前瞻性的材料流策略的基础，否则所述有前瞻性的材料流策略在质量上仅在使用中央材料流计算机时才可能。图6示出图5的示例的特殊化和延展。作为示例设备使用在图4的子图(a)中示意性显示的设备的片段。该设备由8个传送带、3个转辙器和3个连结器组成。该设备分为 7个模块，一个传送带(m7)，3个转辙器(m2，m4, m6)以及3个连结器(Hi1, m3, m5)(参见图4的子图(b)，图5的子图(a)和图6的子图(a))。所有传送元件都应当具有相同的速度并且可以每2个时间单位在入口处接收运输单元。用于控制该设备的信息基础^4·,·)由与时间有关的在这些模块上的运输单元数量组成，也就是说，^m1 )是在时间t时在模块m上的运输单元数量。在转辙器的情况下只是直至判决位置(在模块布局中以灰色附着的)的模块。此外，对于模块m处的控制只有对于m’的值&伸》是感兴趣的，其中m’在材料流中从m出发可达。应当向该示例设备中分派三种类型的运输单元，这些类型在相应的起点/目标组合方面加以区分类型χ，y和ζ。类型χ和y通过模块Hi1到达该设备，类型ζ通过模块m4到达该设备。类型χ和ζ应该通过模块m3离开该设备，而类型y应该通过模块m7离开该设备。 在图6的子图(b)中针对这三种类型的运输单元示出当前由控制装置使用的路线R1-R3:该设备在时刻t=10时处于图6(c)的状况，并且控制装置仍然使用图6(b)的路
线。此外，运输时间τ in对于模块Hi1和m2或m4等于6或0个时间单位，并且从判决点到后
续模块的入口的运输时间对所有模块来说都是2个时间单位。在模块Hi1上示出的从x3至 Xl的序列是最密可能的序列，也就是说，模块Hi1和m2直至判决点为止(包括该判决点)可以接收最大4个运输单元。运输速度要使得在离开该判决点之后下一个运输单元最早2个时间单位后进入。于是，模块m2获得关于运输单元的到达的以下信息 由于模块叫接收虚拟进入的运输单元，因此给出以下信息基础、约《/772, ·>。对从入口直至运输单元在6个时间单位之后到达的判决点(包括该判决点)的运输单元计数。 如果示例设备仅在未来11个时间单位模拟，则在模块叫上出现过载，因为在这11 个时间单位中模块m2必须接收7个运输单元。但是，对该时间间隔的最大接收容量只有5个运输单元。在该信息基础中识别出，在时刻18，20和21必须有5个运输单元位于模块m2 的直至判决点的路段上。该模块为最大4个运输单元提供空间。如果该循环结束，例如因为时间水平仅为11个时间单位，则通知在设备中的信息基础的所获得的数据。在模块m2的特殊情况下，其自己的数据，也就是上面的具有
·》的值的表被告知给模块m3和m5。此外，m2必须将由模块m3和m5获得的数据
转交给叫和叫。如果在控制装置中不需要这些精确的数据，则可以减小通信容量。 如果对于该控制装置例如只有关于模块是否被满载到高于或少于50%的信息是相关的，则通知具有最大50%满载的时间间隔10-13以及具有超过50%满载的时间间隔14-21就足够了。现在该控制装置能够将类型ζ的运输单元通过路线-爪5 - /776 -爪3而不是m4- m2- rrt3引导(Ienkten)并且由此卸载模块m2。由于只有运输单元h还在最后的转辙器之前并且可以被变更线路，因此在随后进行的自模拟中对于t=20，21而言
的值从5减小到4。所描述的方法还可以有益地用于具有中央控制装置的设备。在这种情况下，该方法实现了一种软件体系结构，其中软件组件的系统界限与机械电子装置的界限一致。由此原则上可以将真实的设备镜像地映射为该(中央)控制装置的软件环境。从而很多优点都可以从分散控制的设备转用到集中控制的设备上，例如具有借助预定拓扑对该控制装置在很大程度上的自配置的更简单的投入运行以及减小了的工程耗费。用于运送货物的材料流系统的部件，包括具有传送元件、传感器和用于运输货物的执行器的机械电子装置、用于控制该机械电子装置的控制装置、与相邻部件以及与环境的接口、用于确定特定于部件的未来状态的自模拟器，其中该自模拟器与材料流系统的其它部件的自模拟器一起作用，以确定该材料流系统的未来设备状态的预测。分散式自模拟器可以同步或异步地激活。附图标记
MRl中央材料流计算机 NS1-NS2相邻控制装置 SK1-SK3控制部件 SE1-SE5传感器 AK1-AK2执行器 AZ1-AZ3设备状态 EP1-EP2分派计划 SP1-SP2控制参数 S01-S02控制优化器 ES1-ES2自模拟器 Kl-K5,ml-m7部件/模块 FBl-FBlO传送带 W1-W4转辙器 ZU1-ZU3连结器χ, xl-x3运输单元 y, yl运输单元 z, zl-z3运输单元 R1-R3路线
权利要求
1.一种用于运送运输货物的材料流系统，该材料流系统包括用于执行运输任务的部件 (K1-K5，ml-m7)，其中部件(K1-K5，ml_m7)包括a)用于运送运输货物(x，xl_x3，y，yl，ζ,zl-z3)的机械元件(FB1-FB10，W1-W4， ZU1-ZU3)；b)用于检测该机械元件(FB1-FB10，W1-W4，ZU1-ZU3)和/或运输货物(x，xl_x3，y，yl, ζ, zl-z3)和/或环境的状态的传感器装置(SE1-SE5)；c)用于机械地影响所述机械元件(FB1-FB10，W1-W4，ZU1-ZU3)和/或运输货物 (χ, xl-x3，y, yl, ζ, zl_z3)的执行器装置(AKl，AK2)；d)用于控制所述机械元件(FB1-FB10，W1-W4，ZU1-ZU3)和执行器装置(AK1，AK2)的控制部件(SK1-SK3)，该控制基于由传感器装置(SE1-SE5)提供的数据、材料流系统的当前设备状态数据(AZl-AB)以及该控制部件(SK1-SK3)的控制参数；e)与相邻部件(Kl-K5，ml-m7)和与环境的接口；其特征在于，该部件(K1-K5，ml-m7)还包括f)用于确定特定于部件的未来状态的自模拟器(ES1，ES2)，其中根据相应的特定于部件的未来状态能够确定对材料流系统的未来设备状态的预测。
2.根据权利要求1所述的材料流系统，其特征在于，所述自模拟器基于材料流系统的当前设备状态数据以及控制部件的控制参数通过模拟来确定对特定于部件的未来状态的预测。
3.根据上述权利要求之一所述的材料流系统，其特征在于，所述自模拟器(ES1，ES2) 能够通过所述接口访问相邻部件的数据，并且将这些数据用于模拟。
4.根据上述权利要求之一所述的材料流系统，还包括控制优化器(S01，S02)，该控制优化器基于通过自模拟器(ES1，ES2)预测的特定于部件的未来状态数据相应地优化控制参数。
5.根据上述权利要求之一所述的材料流系统，其特征在于，所述自模拟器(ES1，ES2) 对于所有部件(K1-K5，ml-m7)循环性同步地被激活。
6.根据上述权利要求之一所述的材料流系统，其特征在于，所述自模拟器(ES1，ES2) 被异步激活。
7.根据上述权利要求之一所述的材料流系统，其特征在于，通过所述自模拟器(ES1， ES2)识别材料流系统中的不平衡负载或者阻塞。
8.根据权利要求4至7之一所述的材料流系统，其特征在于，通过所述控制优化器 (S01，S02)在材料流系统中避免不平衡负载或者阻塞。
9.根据上述权利要求之一所述的材料流系统，其特征在于，所述自模拟器(ES1，ES2) 访问材料流系统的分派计划(EP1，EP2)。
10.一种用于运送货物的材料流系统的部件(Kl-K5，ml-m7)，包括a)具有传送元件、传感器和用于运输货物的执行器的机械电子装置；b)用于控制该机械电子装置的控制装置，c)与相邻部件(Kl-K5，ml-m7)以及与环境的接口，d)用于确定特定于部件的未来状态的自模拟器(ES1，ES2)，其特征在于，该自模拟器 (ES1，ES2)与材料流系统的其它部件的自模拟器一起作用，以确定该材料流系统的未来设备状态。
11.根据权利要求10所述的部件(K1-K5，ml-m7)，还包括控制优化器(S01，S02)，该控制优化器基于通过自模拟器(ES1，ES2)预测的特定于部件的未来状态数据相应地匹配控制装置的控制参数。
12.根据权利要求10或11所述的部件(K1-K5，ml-m7)，其特征在于，所述控制优化器 (S01，S02)在材料流系统中避免不平衡负载或者阻塞。
13.根据权利要求10至12之一所述的部件(K1-K5，ml-m7)，其特征在于，所述自模拟器(ES1，ES2)访问材料流系统的设备状态数据。
14.根据权利要求10至13之一所述的部件(K1-K5，ml-m7)，其特征在于，所述部件(K1-K5，ml-m7)通过接口熟悉相邻部件(K1-K5，ml-m7)并且相应于相邻部件(K1-K5， ml-m7)的数量和类型来自动配置自模拟器(ES1，ES2 )和控制优化器(SOl，S02 )。
全文摘要
本发明涉及用于运送货物的材料流系统的部件，包括具有传送元件、传感器和用于运输货物的执行器的机械电子装置、用于控制该机械电子装置的控制装置、与相邻部件以及与环境的接口、用于确定特定于部件的未来状态的自模拟器，其中该自模拟器与材料流系统的其它部件的自模拟器一起作用，以确定该材料流系统的未来设备状态的预测。分散式自模拟器可以同步或异步地激活。
文档编号G05B19/418GK102378946SQ201080014526
公开日2012年3月14日 申请日期2010年3月23日 优先权日2009年4月6日
发明者拜尔 G., 科伊特纳 K. 申请人:西门子公司