用于制造生产设备模型的计算机实施的方法
【专利说明】用于制造生产设备模型的计算机实施的方法
[0001]导向本发明的工作是按照欧盟第七框架计划RP7/2007-2013过程中的资助协议第228867号的要求。
技术领域
[0002]本发明涉及一种用于制造用于生产化学产品的模块化构建的生产设备的二维设备模型的计算机实施的方法。
【背景技术】
[0003]为了制造特定的化学产品，需要提供具有单独设计的设备结构的生产设备，以能够在各个过程分段中执行各自程序上所需的过程步骤。如果不再想制造这种特定的产品，那么该生产设备通常就再次被拆除，以能够在同一位置安装具有单独设计的设备结构的其它生产设备，其中利用该其它生产设备可以制造其它化学产品。生产设备的这种安装和拆除是非常耗费时间和成本的。因此存在对降低与不同化学产品的生产相关联的耗费的持久需求。
【发明内容】
[0004]本发明的任务是提供一种新型的设备概念，利用该设备概念相对于常规的措施能够明显降低与不同化学产品的生产相关联的耗费。
[0005]该任务通过具有根据权利要求1所述特征的一种生产设备而得到解决。优选的扩展方案在从属权利要求中加以说明，所述从属权利要求能够分别单独地或以相互间任意的组合来体现本发明的方面。
[0006]权利要求1推荐了一种用于制造用于生产化学产品的模块化构建的生产设备的二维设备模型的计算机实施的方法，其中该生产设备具有至少两个在生产技术上可相互连接的过程模块和至少一个过程容器，所述过程模块可按规定至少部分地安置在至少一个过程容器中，
-其中为每个过程容器生成该过程容器的基面以及至少部分围绕该过程容器的可预给定大小的容器外围的基面的共同的二维容器模型，
-其中为每个过程模块都生成其基面的二维模块模型，
-其中容器模型和模块模型被划分为相同大小的、优选正方形的网格，
-其中给模块模型的每个网格都分配与各自网格的占用有关的模块特性，其中占用各自网格的是布置在各自过程模块的对应于该网格的基面片段上方的、各自过程模块的功能装置，布置在各自过程模块的对应于该网格的基面片段上方的、指派给该过程模块的操作空间，或者是布置在各自过程模块的对应于该网格的基面片段上方的、该过程模块的材料输出，
-其中给该容器模型的每个网格都分配与具有模块特性的各自网格的可占用性或者不可占用性有关的占用特性， -其中通过考虑模块特性以及占用特性而把模块模型布置在该容器模型中。
[0007]该生产设备也可以具有两个或更多个在生产技术上可相互连接的过程容器。这些过程容器优选可以整个是可转移的单元，这些单元可以转移到应该组装相应构造的生产设备的所期望的生产位置上，或者在结束所期望的生产之后可以从该位置转移走。这实现了各个过程容器在不同生产位置上简单而降低生产成本的再利用。为此过程容器可以具有使得能够实现该过程容器的简单转移的机壳，在该机壳中布置有适于执行总过程或特定过程片段的过程模块，并这些过程模块在生产技术上相互连接。过程容器例如可以具有用于加热、冷却、混合、分离、压力调节、送风和/或排风的功能，这些功能使得能够执行化学反应和调节反应条件。另外，过程容器还可以设置用于独立地执行生产的总过程或者特定过程片段。独立在此情况下意味着，借助该过程容器来执行该过程片段，而不必为此由与该过程容器分离的装置来进行该过程片段或该过程片段一部分的控制和/或调节。
[0008]在生产位置上，可以把至少一个过程容器优选通过标准化的耦合而连接到固定安装的通信网络和/或供应网络上，利用该供应网络能够给该过程容器供应材料和/或能量和/或能够把材料输出到该供应网络中，使得借助该过程容器能够基本上自主地执行至少一个化学间歇反应和/或连续的生产。例如该供应网络可以具有用于输入压缩空气的压缩空气线路、用于输入水的供水线路、用于输入电能的电线路、用于输入反应物和/或辅助材料和/或用于输出产品、副产品和/或废料的材料线路、用于输入冷量或用于输出热量的冷却线路、和/或用于输入热量或用于输出冷量的加热线路。作为通信网络考虑不同的有线或无线通信网络。通过该通信网络，连接到该通信网络的过程容器相互之间和/或与上级或下级装置可以进行标准化的信息交换。
[0009]在生产技术上可相互连接的过程模块按规定至少部分地可布置在过程容器中。在根据本发明的生产设备中，由每个过程容器的各个过程模块组成的总布置在其空间位置需求以及其按规定布置所需的材料需求方面被降至最低，使得在过程容器中尤其可以布置最大数量的过程模块，由此提高了用过程模块来装配过程容器的可变性。从而对利用过程容器所能执行的过程或过程片段的可变性同样如此。
[0010]容器模型以及模块模型被划分为相同大小的网格。这些网格优选构造为正方形的。替换地这些网格也可以构造为圆形的。另外矩形或椭圆形的网格构造也是可以的，但由此过程模块相对于过程容器的可布置性与正方形或圆形的网格构造相比是受限的。原则上另外也可以采用相互全等构造的多边形或卵形构造的网格。
[0011]模块特性和占用特性表示与各个过程模块相对于彼此以及相对于过程容器的布置有关的边界条件。从而在该生产设备中，把过程模块的组成部分最佳地分配给容器基面及可预给定大小的容器外围的基面的与该容器模型的网格相对应的片段。
[0012]作为功能装置例如考虑用于加热、冷却、混合、分离、压力调节、送风和/或排风的装备或考虑材料输入。另外，功能装置可以是可连接到本地供应网络的材料和/或能量的存储器。
[0013]容器模型的占用特性优选从如下组中来选择，该组至少包括特性“不可占用”、“只能由操作空间占用”、“只能由功能装置占用”、“优选不占用”、“优选由操作空间占用”以及“优选由功能装置占用”。
[0014]根据有利的扩展方案，给该容器模型的每个网格都分配特性“在容器之内”或“在容器之外”之一。这表示在相对于该过程容器来布置过程模块时的另一标准。如果该容器模型的一个网格具有特性“在容器之内”，那么该网格就完全位于实际的过程容器的基面之内。相反如果该容器模型的一个网格具有特性“在容器之外”，那么该网格就完全位于实际的过程容器的基面之外，但完全位于有限的、可预给定大小的实际外围的基面之内。过程模块的、被分配了各自过程模块的功能装置的网格优选被布置在该容器模型的具有特性“在容器内部”的网格上。
[0015]根据另一有利的扩展方案，给该容器模型的每个网格都分配绝对的、整数的坐标对(xabs，yabs)，其中所基于的绝对坐标系的原点被布置在该过程容器的基面之内。由此该容器模型的网格可以以简单的方式和方法被个体化，这简化了向该容器模型的各个网格的特性分配。
[0016]有利地给模块模型的每个网格分配整数的、相对的坐标对(xral，yral)，其中所基于的相对坐标系的原点被布置在过程模块的基面之内。由此模块模型的网格也可以以简单的方式和方法被个体化，这简化了向各自模块模型的各个网格的特性分配。
[0017]另外有利的是，给每个模块模型都分配在该绝对坐标系中的一个位置，该位置通过各自相对坐标系的原点在该绝