具有按时间索引的历史显示的生产设备的制作方法与工艺

本发明涉及一种用于自动化制造制造部件的生产设备。

背景技术：
基本上例如由EP2119542A2、EP2017049A2和DE3416028C2已知用于制造混凝土元件的生产设备或者托盘循环设备。大部分的现代化成品部件循环系统相对一般传统的、例如由汽车工业已知的加工流水线的特别之处在于－该特别之处在广泛的领域内(inweitenTeilen)控制着所有的机器技术－并非成批制造，而只制造单件产品，这些单件产品另外还具有极强的可变性。这对机器和组织流程(Ablauf-Organisation)都是一个特别的挑战：不能事先专门设定工序或流程(所谓的“Teach-In”)，而是所有的一切都根据现有的在线数据而实时地(Just-in-Time)计算。机器因此如其根据需加工的部件而求得的运算系统那样运行并且并不是特定针对需加工的成品部件来调节。在设备上作业的人员也必须实时地决定：他们针对一定的情况如何做出反应以及他们如何设置他们的行动的优先顺序。在高度自动化的设备中现在很难做到：首先可以存在多个独立的子循环(Teilumlauf)，这些子循环具有它们自己的流程顺序，而随后必须在移交点(Uegergabe-Punkt)处按时地提供它们的子产品。这样例如根据图1的加固设备是首先独立的、具有自己的时间安排的部件；但是在“加固材料移交”点处必须将加固材料移交到循环托盘上，而且使得该循环托盘不必等待。为了使这样的部件去同步，通常具有小的中间缓存库，但是该中间缓存库只有有限的容量。当该中间缓存库完全充满或完全排空的时候，子系统之一不可避免地必须等待。这种子系统问题本身也还没有什么特别的，而是仅仅由于以下援引变得异常困难，即，不存在重复的批量生产，而是不断剧烈变化的产品序列。上述个性化加工(非批量)使得运行特性分析(Performance-Analyse)变得困难。因为，首先生产状况不断地发生变化，而且是以不可重复的方式不断地发生变化；其次在单件产品彼此之间也存在很强的影响：同一个产品分别根据其与直接在其前面的或跟在其后面的产品“相处”的好坏情况而可以快速地或缓慢地通过设备。(在此主要涉及的是机器和人的充分利用；传统的用于将工具更换时间最小化的加工流水线－任务要求在此处扮演着更确切地说是次要的角色)。如果现在这样的生产设备的功率远远低于期望值，可能有多种多样的原因，例如：·个别机器过慢；·个别机器故障过多；·故障没有被人员足够迅速地排除(人员的优先顺序不利)；·不利的工艺路径导致设备部件彼此妨碍(错误的调度)；·人员不能按时完成一定的手动作业过程；·所需要的附加材料(构件)没有按时到位；·由于某种原因，中间缓存库不如原设计那样起作用；·中间缓存库过小；·不同的产品在一个生产单元(生产托盘)上的组合不利。所述(以及很多其它的)原因在大部分设备上以某种形式起作用。但是现在在高度自动化的设备中，很难确定到底哪些迟延原因实际上是重要的。因为如果尽管有故障，后续的中间缓存库也从不清空，或者在清空之前已经又被补充至最大容量，机器上的一个故障对总生产功率来说可能是完全不重要的。但是常常不会通过对生产的一次观察就能识别到迟延的实际的影响，这是因为在晚些时候的时间点和在设备中的其它位置才能对影响作出评判。也已经尝试通过数码相机记录来实施更深入的分析。但是由于数码相机总是仅仅示出设备的一部分，所以几乎不可能使这些繁多的信息相互联系起来从而真正可识别到关联性。但是更加严重的是，相机记录不提供在可能的停止运行－原因方面的足够的信息：缺乏对有关的内部机器状态以及释放信号和传感器信号的认识；也很难建立与从属的生产数据的关系。另一种分析方案是通过对节拍时间和所出现的错误进行详细的表格式记录得以实施。如果涉及的是关于产品的成本估算，那么节拍时间表毫无疑问地具有一定的说服力：例如可以确定，一定的产品类型在手工修整位置(Handnacharbeitsplatz)上平均滞留时间长于其它的产品类型；这样的确定允许对价格构成得出一定的结论。但是对节拍时间表格、故障表格和其它表格式的Log记录进行综合观察以使得可计量形式的因果关系在此处变得明确是很困难的。总之必须确定的是：在高度自动化的、具有剧烈的产品变动性的设备中，特别是当所涉及的是具有多个独立的子区域的设备时，所有当今可获得的工具都不足以迅速掌握流程－运行性能。

技术实现要素：
因此本发明的目的是，提供一种能够在事后快速识别生产流程中的迟延或者拥堵的、更好的分析可能性。特别涉及的是生产优化。这个目的通过如下的用于自动化制造制造部件的生产设备得以实现，其具有：用于制造加固的混凝土元件的托盘循环设备，其中，各混凝土元件几乎在托盘循环设备的每个托盘上都具有彼此不同的形式；用于制造加固元件的加固设备，其中，各加固元件具有不同的形式；电子主导计算机，该电子主导计算机与生产设备的传感器和控制元件处于连接并且控制生产流程；其中，设置有大容量存储器，在该大容量存储器内能够按时间索引地存储生产设备在超过一个制造部件的生产时间的时间段上的的状态数据，这些状态数据包括托盘的数据分布，该数据分布包括附属的CAD数据；并且设置有电子计算机单元以以及至少一个显示装置，所述显示装置用于示意性地图形化显示所述生产设备的实时的状态数据，并且通过所述显示装置能够调用和图形化显示存储在所述大容量存储器内的历史的状态数据连同所述生产设备的示意性的图形视图。这个新方法的重要之处是对历史记录的图形化显示。因为很久以前在循环－主导计算机中就已经具有表格形式的分析，列出循环时间和类似记录。但是历史数据的图形化显示能够实现全新的、显著提高的分析质量。这个显示示出了关联性和因果关系，而它们在表格式数据分析中只有在付出不现实的高昂费用时才能建立。换而言之，新方法在于：实现一种图像的循环视图，该循环视图并不是使实时状态可视，而是使过去的(“历史的”)状态可视，其中，可以任意选择基准时间点(Bezugszeitpunkt)。这些历史视图如果以原始速度或在慢摄速映电影放映机中以电影方式播放时将变得特别有用。通过对流程的事后观察可以分析出何时具有迟延。由于同样显示出释放和类似的信号，所以大多数情况下可以快速识别出迟延的伴随状况。本发明的一种优选的实施方式可以设定：生产设备具有大量的节拍工位，在这些节拍工位上可以分别实施在制造部件如混凝土或者加固元件时的作业过程。缓冲存储区或者简言之贮藏位置也可以视为与节拍工位等效，在这些缓冲存储区或者储藏位置内虽然不实施本来的作业过程，但是部件也存储一定长的时间。另外特别优选地可以设定：电子计算机单元是主导计算机的部分。就是说，原则上不应该排除所述计算机单元构造成完全独立于本来的主导计算机，但是优选设定：该计算机单元整合在主导计算机中。这一点类似地也适用于显示装置，其中在此可以设定：实时的状态数据可显示在与历史的状态数据相同的显示装置上。对于图形的历史图示的结构和外观来说当然具有无数的可能性。但是特别有利的是：基本上准确地采用与已经用于使得实时状态连续可视的图示相同的图示。但是同样有必要且有意义的是：为历史的和实时的循环图示采用完全不同的画面布局。为了能够实现尽可能一目了然的且对于操作者来说可快速实现的图示，因此优选设定：可以在实时视图与历史视图之间选择用在显示装置上的图示，其中，在历史视图中，具有历史的状态数据的生产设备的示意性的图形视图基本上与具有实时的状态数据的生产设备的示意性的图形视图一致。另外可以有利地设定：相对实时视图，在历史视图中可以附加地显示每个处在制造中的部件在相应的节拍工位上的剩余滞留时间。这当然在事后观察时才是可能的，因为根据所存储的数据才可以读出和显示出剩余滞留时间。为了实现更加一目了然的图示，可以设定：在历史视图中、在生产设备图示旁边示出用于显示关于节拍工位的和/或关于部件的数据的区。其中，所述图示可以如此构造，即，在将光标移过一定的节拍工位时在数据区内的相应的数据发生变化。原则上在这方面应该指出的是：可以通过鼠标和键盘来进行操作。但是也不应该排除：显示装置具有触摸感应的表面。对在各历史时间点之间简单的来回跳转特别重要地优选设定：在历史视图中示出用于显示在时间上与生产设备图示相应的时间点的区。同时特别有利的是：时间点显示区是播放区的部分，所述播放区用于有针对性地输入或者选出时间点和/或用于播放多个优选彼此之间时间间隔相同的时间点。当然可以显示托盘在各个节拍工位上的滞留时间；此外还附加地显示的可能性是：在跟随的节拍工位报告准备好接受托盘之后，该托盘还将停留多长时间。实际上甚至可以在历史观察中显示到未来事件的时间间隔，这样例如：直到为确定的托盘准备好加固材料为止将持续多长时间。还需要注意的是：主要的分析－认识正是通过如下方式而能够获得，即，事后对设备状态进行观察：例如可以通过有针对性地“快进”“电影”来研究故障－停止运行是否能在后续的循环站上得到补救，来在观察故障时快速查明这个故障是否对生产功率产生影响。这样获得的分析－认识有助于对生产设备的由技术和组织决定的薄弱环节的识别并且寻找决定性地提高生产率的途径。原则上可以有多个在历史视图中寻找错误的变型。首先，可以简单地指定一个确定的时间点并且观察在这个时间点上是否存在错误。其次，也可以在一定时间区间上播放电影并且注意错误报告。第三，也可以将特定的错误作为搜索关键词来输入，据此作为搜索结果而给出出现这样的错误的时间点。因此优选可以设定：在历史视图中可显示关于每个节拍工位或者每个部件的迟延时间，该迟延时间相当于部件从用于继续移动向下一个节拍工位的释放起在节拍工位上的滞留时间。这样的迟延时间相当于在生产流程中的错误。为了在历史视图(也可以称为“HistoryView”)中可清楚识别地示出这个错误，可以优选设定：随着显示迟延时间，相关的节拍工位的彩色图示或者存储发生变化。另一个错误可能在于：基本上每个部件在一个节拍工位上都配属有确定的标准－滞留时间，其中，当一个部件的滞留时间超过所述标准－滞留时间时优选通过节拍工位的颜色变化而可发出警告信号。但是这样的方式只有在如下的情况下才是可能的：确实事先在生产过程中已经为每个单独的部件确定了标准滞留时间并且所述标准滞留时间也被输入到图示程序中。在贮藏时也会出现错误。在此可以设定：生产设备具有至少一个用于部件的缓冲存储区，其中，可显示至少一个缓冲存储区的充填度并且在充填度过低或过高的情况下可发出或者可显示－优选在历史视图中图形的－警告信号。现在为了获得最优且快速的分析可能性，优选可以设定：优选只在历史视图中，通过错误搜索区可以找到并且相应地可以形地显示过去的错误如迟延时间、滞留时间－警告信号和/或缓冲存储区－警告信号。为了能够实现所谓的图形的“历史”－图示，必须存储带有所有必要的细节的生产流程。为了能够实现对这些大规模的数据量的迅速取用，提供对相关数据库的应用；但是同样也可以使用列表式的文本文件(Log文件)或其它的存储格式。但是所述信息的单独存储还不构成重要的革新；具有大量的、目的在于能够实现对历史过程的图像式显示的方法。图形性能分析器(简称GPA)是一种装置，该装置将动态的加工流水线的所有重要的运动、信号和状态随时记录下来并且然后在图形显示单元中再现，并且进行编辑处理，从而能够清楚地识别到生产迟延和流程薄弱的原因。GPA首先包含存储能力很高的存储单元，在该存储单元内随时记录所有重要的状态变化和流程。此处对生产托盘的运动以及它们与特定生产数据在时间上可变的关系(按时间索引)进行记录。但是同样还确定所有重要的机器状态包括它们在时间上的变化(释放信号、光栅(Lichtschranken)、错误状态和错误应答、手动干预状态以及更多)。应该如此实现主导计算机的或者GPA的存储单元，使得该存储单元能够容纳很大的数据量，但是同时允许很快速的选择取用。必须可以对任意时间点的状态进行很快速地调用。应该在没有干扰的取用时间中进行从一个时间点到其它时间点的任意跳转。无论如何数据量会相当大，因为为了能够进行良好的分析，至少需要最近几日或几周的过程；理想状态下存储器甚至应该容纳多年的信息。GPA的第二部分是图形显示单元，在该图形显示单元上可以显示所存储的数据，更确切地说以示意性的循环图像的形式来显示，该循环图像使设备的状态可视。在此可以设定任意一个时间点并且由此查看这个时间点的实际状态。现在还可以电影式地快放和回放，以便这样用可调节的慢摄快映电影放映机来对流程进行观察。GPA显示的重要之处在于涉及的是历史过程的图形视图。在此首先具有表格式的和文本形式的Log表的界定。另一方面，涉及的不是实际状态的简单的图形视图，而是历史过程的视图。如果列出的是在每个任意的时间点在此处都能够一目了然地显示的那些信息，那么这个显示的特别之处便变得清晰明了：a)所有生产托盘的位置；b)生产托盘的数据分布(Datenbelegung)，包括附属的CAD数据的所有依然还如此细微的细节；c)在各个节拍工位上的用于继续移动的释放；d)光栅的状态和其它重要的传感器的状态；e)机器部件的手动操作状态；f)滞留时间I：一个托盘已经在一个节拍工位上停留了多长时间；g)滞留时间II：一个托盘已经从后续节拍工位得到继续移动的释放有多长时间(这个值比滞留时间I重要得多，因为只有在完成释放之后才可言及可能的迟延)；h)可以迅速识别的警告显示：是否在设备内的某处，一个滞留时间超过可事先调节的界限。这个功能很重要，并且甚至置入部件会很有意义，利用该部件可以自动搜索时间点并且使这些时间点可视，在这些时间点上这样的警告条件曾经是有效的；i)显示到任意(也包括未来的)事件的时间间隔。这样例如可以显示：用于处在后续模板处理(Nachschalung)中的托盘的加固材料在15分钟之后才备好；如果人员以仅仅降低的优先顺序将后续模板处理过程(Nachschalvorgang)向前推进，这是可以追赶回来的；j)中间缓存库的充填度的显示。在此会是有意义的是：特别是视觉地标出完全充满和完全排空的缓存库，并且通过特殊功能而能够系统化地发现这些情况。对GPA的存储单元的实施形式必须考虑到：具有很大的数据量，人们希望能够不受限制地以任意的时间跳转来取用这些数据量。这里容易理解地应用有关的数据库并且通过相应的数据库索引来实现自由选择的取用。但是好的索引还不够：人们必须找到一种设计，该设计能够实现以少的取用来调用一个时间点的所有信息，而无需在这种情况下在存储器中保持过多的多余信息。如果人们考虑到：在大型设备中每秒钟会有多次状态转换，其中，被记录下来的数据理想地从不必删除并且如此经过数年在增加，那么这个目的的意义就会一目了然了。尽管是这样的数据量，也应该可以在几毫秒内进行每个任意的时间跳转，首先以便能够实现流畅地、电影式地慢摄速映电影放映机－播放，其次以便可以快速且自动地搜索“警告状态”，这些警告状态随后应得到进一步的分析。原则上关于有关的数据库的方案仅仅是在技术上实现存储单元的一个可能性。也可考虑其他的变型。在实现图形显示单元方面当然具有很多的图示可能性。但是力图与实时的循环显示尽可能一致却是特别有利的。实时的循环显示是设备的目前的实际状态的图形的示意性图示。大部分的控制主导计算机具有这样的功能性，即，使所有重要的系统状态一目了然地可视。如果现在使实时的实际状态的显示与历史过程的显示相协调，则具有加倍的优点：－用户在GPA中具有用户界面，该用户界面在很大程度上与用户已经由标准的设备控制系统熟悉的用户界面是兼容的；－用于图形化显示的耗费的配置作业只需进行一次；于是该配置既可以用于实时的循环显示也可以用于GPA－显示。但是实时的显示与GPA－显示之间的兼容性在技术上可能并非总是轻易就能实现的；因此这个兼容性并非强制性的，而简单地仅仅是具有特别优点的一个可能性。附图说明下文参照附图所示的实施例借助附图说明来进一步阐述本发明的其它细节和优点。附图中：图1为生产设备的示意图；图2为在显示装置上示出的实时视图；图3为在显示装置上示出的历史视图；图4为数据显示区和时间点显示区；和图5至图11为迟延的生成和历史分析。具体实施方式图1大体示出的是用于自动制造制造部件T，如垫、栅极支架、混凝土元件和类似部件的生产设备P，其包括托盘循环设备PU和加固设备BA。在此，各个制造部件T在托盘C上被从节拍工位TP运送到节拍工位TP。特别地，图1示出的是用于制造加固的混凝土元件和加固元件的托盘循环设备PU。在此，在生产设备P的上部区域P中，各个模板元件放置在托盘C上，其中，几乎在每个托盘C上都放置着用于以后的混凝土元件的彼此不同的形式。在这种托盘循环设备PU中，在缓存站U1内保存有清理干净的、用于快速取用的循环托盘C。在缓存站U2内准备用于混凝土浇灌过程的托盘。在生产设备P的下部区域内示出的是用于制造垫和栅极支架的加固设备BA，其中，在每个节拍工位TP上生产各种各样类型和形式的加固垫和加固栅极，它们可以临时存放在缓冲存储区U3内。此处必须及时地备好加固材料，这些加固材料由加强设备BA来准备。在生产设备P的加固材料移交站的区域内，加固材料被移交给各个循环托盘C。在混凝土浇灌站K内必须及时备好混凝土，该混凝土由混凝土搅拌设备来准备。在各个构件合并或者“成婚”之后，所制成的制造部件T在烘干室TK内被烘干。在整个生产设备P中设置有各种各样的、此处未示出的传感器或者其它的测量设备和用于接收传感器数据、控制数据、错误数据等等的控制元件，其中，所有的信息被传输到主导计算机L上。当然主导计算机L也可以以逆转的方式在各个节拍工位TP上实施控制过程或调节过程。主导计算机L还具有存储器S，各个数据D按时间索引地存储在该存储器中。在所述存储器S内不只存储实时的状态数据Dakt，而且还存储具有相应的时间点t1、t2至tn的历史的状态数据Dhist。在迄今为止的实施形式中，可以通过第一显示装置A来示出生产设备P的实时示意图Gakt。利用现在的本发明通过主导计算机L本身或优选通过单独的计算机单元R和附属的第二显示装置A′(交替地或并排地)既可以示出实时视图Gakt也可以示出历史视图Ghist。图2示出的是实时视图Gakt，如其在迄今为止的和属于现有技术的生产设备上已知的那样。在此，在所有左侧的区域内示意性示出各个带有处在制造中的相应的制造部件T的节拍工位TP。在右侧区域内示出的是实时的生产状况。对此不进一步探讨视图的各个点。图形的循环视图(典型地)示出实时地定位在各个循环节拍工位上的托盘；为此大多数情况下还使得用于继续移动到后续站的释放、错误状态、光栅状态(Lichtschrankenzustaende)或类似的状态可视。但是从这种图像显示中只能认识到是否在循环中的某处实时地具有拥堵。与此相对，图3示出的是同一个生产设备P的历史的－即回顾的和因此非实时的－视图Ghist，其中，作为主要的区别已经可以看出：不只在每个节拍工位TP上显示迄今为止的时间H，而且还显示各个制造部件T在节拍工位TP上的剩余滞留时间W。此外还可以看到迟延时间V。图4还示出历史视图Ghist中的附加的存在的区F和B，其中，优选这些区显示在生产设备P的示意性的图形视图旁边。同时，在显示区F中示出关于节拍工位的和/或关于部件的数据。在此可以看到：具有编号7的托盘上的各个作业过程在哪些时间点上实施以及具有编号7的托盘现在处在节拍工位18处。在下侧区域中示出的是播放区B，其中，这个播放区B还包含时间点显示区Z。在这个时间点显示区Z中，操作者可以跳转到任意已经过去的时间点t。通过位于其下的界面还可以进行快进和快退，其中，在此处未示出的左侧区域内的示意性图形显示始终与时间点t保持一致。为此当然在每个时间点t上必须按时间索引地存在对应于每个单独的节拍工位TP的和对应于每个单独的制造部件T的信息或者必须存储在存储器S内。图5至11分别示出的是具有节拍工位TP8、TP9、TP10和TP32的历史视图Ghist的一部分，其中，在图示中可以看到出现拥堵或者出现迟延。为了说明，根据图5托盘编号为43的托盘C位于节拍工位TP9上而编号为33的托盘C位于节拍工位TP8上。在编号为43的托盘上具有部件13，而在编号为33的托盘上具有部件14。在图示的右下方可读取部件13或者托盘43在节拍工位9上的迄今为止的滞留时间H，而在左侧可以看到剩余滞留时间W。托盘编号右侧的数字列相当于元件专用的数据E。在这些元件数据E的上方，在节拍工位9上示出的是出口释放(Auslassfreigabe)AF和入口释放(Einlassfreigabe)EF，其中，这些释放可以通过在节拍工位上作业的作业人员手动地(M)或自动地(A)进行。当释放完成后，显示运送箭头X，其中，可以通过传送带或也可以通过横向传送装置Q来进行运送。相对图5示出的时间点t0，图6已经示出时间点t1，其相当于时间点t0的一分钟以后的示意性的图形视图。在图6中可以看到，托盘43从49秒开始位于实时的节拍工位TP10上。在节拍工位的左下侧显示托盘还将在这个位置上停留9分22秒。这个信息原则上只有在事后的流程观察(历史视图Ghist)中可用。由于超过10分钟的总滞留时间对相关的节拍工位TP10来说太长，这个数值例如显示为红色。也可以将节拍工位储存为红色。当然也可以是其它的信号颜色或其它的强调显示。如果在事后的观察中出现这样的情况，则有意义的是，继续观察所述流程，以便搞清楚为什么造成长的滞留时间。在图7中可以看到，编号为33的托盘已经继续移动到节拍工位TP9上，其中，这个托盘早已具有用于继续移动的释放。在时间点t6(相当于时间点t0的6分钟后)上可以看出，托盘33到传送还有5分12秒的迟延时间V。图8仍然可以看到在时间点t8的2分钟后的同样的拥堵状况。与之相对，图9在时间点t9上可以看到，节拍工位32已经重新空出来，但是尽管如此托盘43停留在节拍工位10上。因此节拍工位9上的拥堵状况与节拍工位32无关，而更确切地说与节拍工位10相关。因此托盘43的长的滞留时间并不是拥堵的结果，而是直接由于相关的工位上的过长的加工处理所造成的。因此首先给该工位加上橙色的警告矩形框。根据时延情况，不同的色值、例如橙色或红色用于更好地显示不同长短的超过时间。出于这个原因，在图10中在时间点t10上节拍工位10也被用红色强调显示(图形警告信号GW)并且在分析时必须仔细注意为什么出现迟延。最后，图11还示出时间点t11，在该时间点上，托盘43从节拍工位TP10被继续运送，但是由于节拍工位10上的准备作业，托盘33直到被继续运送向节拍工位TP10还必须等待45秒钟的短的等候时间。