生产计划和/或维护计划的整体规划的制作方法

本发明涉及一种用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的方法，

-其中原材料工业设备受自动化系统控制并且在通过自动化系统控制的情况下执行生产任务的序列，其中原材料工业设备对于每个生产任务从多个输入产品产生多个初始产品，

-其中生产规划系统利用至少数天的时间范围确定生产规划数据，所述生产规划数据规定在哪些时间点应给原材料工业设备输送哪些输入产品，应由原材料工业设备从输入产品产生哪些初始产品，并且在哪些时间点应由原材料工业设备产生初始产品，

-其中所述生产规划系统为自动化系统预设生产规划数据，

-其中状态监控系统从自动化系统和/或经由传感器装置直接从原材料工业设备接收测量数据和/或从测量数据导出的数据，从中确定原材料工业设备的部件的到目前为止的状态并且此外在附加地利用生产规划数据或从生产规划数据导出的数据的情况下确定原材料工业设备的部件的未来预期的状态，

-其中与自动化系统不同的质量确定系统从自动化系统和/或经由传感器装置直接从原材料工业设备接收测量数据和/或从所述测量数据导出的数据，并且从中确定由原材料工业设备产生的初始产品的状态，

-其中维护规划系统在考虑到原材料工业设备的部件的预期的状态的情况下确定用于原材料工业设备的维护规划数据。

此外，本发明涉及一种用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的系统，

-其中原材料工业设备受自动化系统控制并且在通过自动化系统控制的情况下执行一序列生产任务，其中原材料工业设备对于每个生产任务从多个输入产品产生多个初始产品，

-其中该系统具有生产规划系统、状态监控系统、与自动化系统不同的质量确定系统和维护规划系统，

-其中生产规划系统、状态监控系统、质量监控系统和维护规划系统被编程为，使得它们共同地实施用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的这种方法。

背景技术：

由wo2012/025438a1已知一种用于运行原材料工业设备的方法。所述设备是轧机。原材料工业设备由自动化系统控制。所述设备在通过自动化系统控制的情况下执行生产任务的预设序列。对于每个生产任务，原材料工业设备从多个输入产品生产多个初始产品。状态监控系统从自动化系统和/或经由传感器装置直接从原材料工业设备接收测量数据和/或从测量数据导出的数据。所述状态监控系统从中确定原材料工业设备的部件的以往的状态并且此外在附加地利用生产规划数据或由生产规划数据导出的数据的情况下确定原材料工业设备的部件的未来预期的状态。原材料工业设备的部件是轧机的轧机机座的轧辊。所确定的状态是轧机机架的磨损。如果磨损超过预定的程度，则向操作人员输出警报消息。

由jaehoonlee等人的学科论文“developmentofcomputerizedfacilitymaintenancemanagementsystembasedonreliabilitycentredmaintenanceandautomateddatagathering（internationaljournalofcontrolandautomation，第6卷第1期，2013年2月，第1至12页）”已知，将状态监控系统与维护规划系统彼此耦合。

原材料工业设备（尤其是金属产生工业、例如冶金技术设备）通常分配有生产规划系统、一般称作pps=productionplanningsystem（生产规划系统）。生产规划系统是计算装置，给该计算装置输送首要任务。首要任务分别包括技术和物流任务数据。技术任务数据规定：由原材料工业设备应分别产生何种初始产品。物流任务数据规定：直至什么期限必须或应该执行相应的任务。生产规划系统根据首要任务确定生产规划数据。生产规划数据规定：在哪些时间点应给原材料工业设备输送哪些输入产品。所述生产规划数据此外规定：哪些初始产品应该由原材料工业设备从输入产品产生。所述生产规划数据此外规定：在哪些时间点应该由原材料工业设备产生初始产品。生产规划系统实施：利用相对大的时间范围确定生产规划数据。时间范围一般为至少数天，通常甚至为数周或数月。

这种生产规划系统是已知的。纯示例性地参照de10047381a1。就此而论也可以提及学科论文“timemanagementatthebofmeltshop2ofthyssenkruppsteelinbeeckerwerth”（stahlundeisen136（2016），第3期，51至57页）和“integrierteproduktionsplanung-energie-undressourceneffizienzweitergedacht”（stahlundeisen136（2016），第5期，69到73页）。此外，这种生产规划系统也可从市场上的不同制造商获得。例如，psimetalsgmbh公司（海因里希街（heinrichstraße）83-85，40239，杜塞尔多夫，德国）供应这种生产规划系统。纯示例性地可以参照2014年七月的所述公司的商品广告“psimetalsplanning-productionmanagementsolutionsforthemetalsindustry”。

原材料工业设备（尤其金属产生工业）此外通常分配有维护规划系统、一般称作cmms=computerizedmaintenancemonitoringsystem（计算机化维护监控系统）。维护规划系统是计算装置，其在考虑原材料工业设备的部件的预期状态的情况下确定用于原材料工业设备的维护规划数据。维护规划数据包括单独要进行的措施，以便能够进行特定的维护过程。维护规划系统规定，在什么时间点必须采取何种措施并且为此作哪些准备。

这种维护规划系统是已知的。纯示例性地参照维护规划系统maximo，其由ibm公司（softwaregroup，route100，somers，ny10589，usa）供应。该系统也称作assetperformancemanagementsystem（资产性能管理系统）。维护规划系统也在通用电气公司（generalelectriccompany）于2016年11月的商品广告“predix-theindustrialinternetplatform”（参见那里尤其是23页）中得以描述。

原材料工业设备此外通常分配有质量确定系统，一般称作qms=qualitymanagementsystem（质量管理系统），在一些情况下也称作tpqc=throughprocessqualitycontrol（通过过程质量控制）。质量确定系统同样是计算装置。该计算装置可以实时地工作。但该计算装置不必实时地工作。该计算装置是与自动化系统不同的系统。质量确定系统从自动化系统和/或经由传感器装置直接从原材料工业设备接收测量数据和/或由测量数据导出的数据。该质量确定系统（必要时在附加地考虑所属的生产规划数据的情况下）确定由原材料工业设备分别产生的初始产品的相应状态并且将该状态分配给相应的初始产品。例如，在连续铸锭设备作为原材料工业设备的情况下，给分别浇注的铸锭（=相应的初始产品）分配尺寸、尺寸的波动和化学组分。在轧机的情况下，同样可以给轧制完成的产品分配其尺寸和尺寸的波动。此外，可以给轧制完成的产品分配描述机械特性的参数，例如屈服点等等。

这种质量确定系统同样是已知的。纯示例性地参照gerhardkurka和geraldhohenbichler的学科论文“tpqc-throughprocessqualitycontrol”（proceedingzum9.chinainternationalsteelcongress，chinairon&steelassociation，北京2016，1057至1064页）。另一质量确定系统例如在j.kempken等人的学科论文“allaboutquality:operationalknow-howcombinedwithanewgenerationofproductqualityassessment”（proceedingzur9.chinainternationalsteelcongress，chinairon&steelassociation，北京2016，973至978页）中予以描述。

基于时间范围远在实际实施各个生产任务之前早就进行生产规划。所述生产规划因此可以仅仅基于原材料工业设备的猜测的或预期的可用性以及基于原材料工业设备的部件的猜测的或预期的状态。然而在实践中，在运行原材料工业设备期间一再产生干扰。这些干扰中的一些干扰是非紧要的。其他干扰导致必须适配生产规划。

如果必须适配生产规划，则适配通常由人进行。然而，也已经已知的是，进行自动适配，参见已提到的de10047381a1。然而在自动适配生产规划的情况下也手动地进行被改变的条件的输入，其中于是被改变的规划基于所述被改变的条件。在现有技术中不进行对原材料工业设备的部件的状态或初始产品的所达到的或可达到的状态的自动或自动化考虑。也不进行对维护规划数据的自动或自动化考虑。如果到底进行考虑，则为此需要手动输入。尤其是，由于原材料工业设备的事先未预料到的干扰或其他未预期的事件而所需的再规划因此通常只是次优的。

维护规划系统也以类似的方式工作。尤其是，对维护的规划基于经验值和估计，其并不与原材料工业设备的部件的实际状态或初始产品的达到的或可达到的状态比较或根据这种状态来跟踪和更新。也不进行与生产规划数据的自动或自动化比较。如果到底进行考虑，则为此需要手动输入。在这里维护规划的结果也通常只是次优的。

关于原材料工业设备的部件的实际状态的信息存在于状态监控系统（cms=conditionmonitoringsystem（条件监控系统））中。状态监控系统在现有技术中监控原材料工业设备的部件。如果达到或超过特定的预设的极限值，则触发警报。触发警报的极限值在现有技术中固定地预设给状态监控系统。不设置将存在于状态监控系统中的数据转发给生产规划系统。

关于作为整体的原材料工业设备的实际状态（即过程状态）和关于借助原材料工业设备产生的初始产品（和部分地还有中间产品）的状态的信息可以存在于质量确定系统中。然而质量确定系统一般并不或至少不完全与维护规划系统、生产规划系统和状态监控系统耦合。在现有技术中，可能的耦合通过操作员的手动输入进行。

通过操作员的手动输入要求大的经验。然而结果通常不是最优的，尤其因为这种再规划通常必须在极大的时间压力下进行，所以不是最优的。基于经验值的规划也不是最优的，因为一方面必须使用一定的安全系数，而另一方面不能考虑原材料工业设备的当前状态。

由de102007036325a1已知一种用于创建用于生产设备的生产计划的方法和系统，所述生产设备具有多个生产部件，其中检测和处理至少一个输入参量以及至少一个生产部件的至少一个量化的状态并且由此创建与状态有关的经优化的生产计划，所述至少一个输入参量具有关于要生产的产品的类型和数量和/或相应的生产设备和/或其生产部件中的至少一个生产部件的性质和类型的说明。

由ep0467257a2已知用于一组机器的集成维护方法，所述机器制造产品。维护规划系统包括零件清单，其包括用于生产机器的所有零件上至子单元下至各个零件的分层次的清单。维护系统包括维护计划和零件管理系统和备件库存。维护规划系统知晓生产计划和组群维护，以便使针对每个复合体（komplex）的损失的生产时间最小化。

由us2013/0304245a1已知一种用于改善生产线的生产质量的方法，其中生产线具有多个生产步骤。生产步骤中的至少几个生产步骤多次使用单独的工具，所述单独的工具根据需求在个别情况下被使用。确定用于得到的产生批次的质量尺度。此外，确定符合质量尺度的生产批次。确定：使用了哪些工具来生产所述生产批次。其他生产批次被制造，其中至少基本上使用这些工具。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提出以下可能性，借助所述可能性，最优的生产规划和/或最优的维护规划是可能的。

该任务通过具有权利要求1的特征的用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的方法来解决。该方法的有利的扩展方案是从属权利要求2至12的主题。

根据本发明，通过以下方式构成一种开头所述类型的用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的方法，

-质量确定系统从状态监控系统接收原材料工业设备的部件的到目前为止的和未来预期的状态并且从生产规划系统或从自动化系统接收生产规划数据，所述生产规划数据在确定由原材料工业设备产生的初始产品的状态情况下考虑原材料工业设备的部件的到目前为止的状态和所属的生产规划数据，并且此外从所传送的数据确定由原材料工业设备要产生的初始产品的状态和/或确定作为整体的原材料工业设备的过去的和未来的状态，

-其中维护规划系统从状态监控系统接收原材料工业设备的部件的到目前为止的和未来预期的状态并且从质量确定系统接收由原材料工业设备产生的初始产品和要产生的初始产品的状态和/或作为整体的原材料工业设备的过去的和未来的状态，并且在考虑这些数据的情况下确定用于原材料工业设备的维护规划数据和/或生产规划系统从状态监控系统接收原材料工业设备的部件的到目前为止的和未来预期的状态并且从质量确定系统接收由原材料工业设备产生的初始产品和要产生的初始产品的状态和/或作为整体的原材料工业设备的过去的和未来的状态，并且在确定生产规划数据时进行考虑。

原材料工业设备例如可以是钢工业设备或金属产生工业设备。这种设备的示例是用于产生铁的设备、诸如高炉或直接还原设备。其他设备例如是下级装置，在所述下级装置中从生铁产生钢。这种设备的示例是电弧炉、转炉和其中进行浇包过程的设备，诸如真空处理设备。其他设备是布置在钢产生下游的装置，在所述装置中进行金属成形并且进行成形金属的变形。这种设备的示例是连续铸锭设备和轧机。轧机例如可以是用于轧制扁平轧件的轧机、诸如粗轧机、精轧机列、可逆式炉卷带材热轧机等等。此外，轧机可以是用于轧制其他横截面、例如毛坯横截面的轧机。替选地，轧机可以是用于对金属进行热轧的轧机，用于对金属进行冷轧的轧机或组合式轧机，其中金属首先被热轧并且随后被冷轧。冷却段（必要时与轧机组合地）也可以被视为钢产生设备。布置在轧机上游或下游的其他设备也可以被考虑，例如退火或酸洗。

原材料工业设备在各种情况下拥有过程自动化。过程自动化大多包括多个层级。层级0由传感器系统和执行器系统构成。层级1是所谓的基本自动化，调节回路实施该基本自动化。层级2包含工艺自动化，其包括过程模型并且确定用于层级1的调节回路的额定值。本发明的自动化系统包括层级0、1和2。

向自动化系统预设生产规划数据可以直接进行。替选地，间接的预设可以经由制造执行系统（=mes）进行。mes是生产控制系统。mes在内部作为模块可以包含cmms、pps和/或qms。制造执行系统对于本领域技术人员而言一般来说是已知的。纯示例性地，参照小册子“manufacturingexecutionsystems-branchenspezifischeanforderungenundherstellerneutralebeschreibungvonlösungen”（由zentralverbandelektrotechnik-undelektronik-industriee.v（(zvei)出版，isbn978-3-00-031362-2））。在该小册子中有关于mes的概览和也有供应mes的列表。尤的不同供应商其是，psimetalsgmbh公司也提供用于原材料工业设备的自动工作的mes。纯示例性地可以参照所述公司的2015年三月的商品广告“psi-metals-productionmanagementsolutionsformetalsindustries”。mes在那里被称作productionmanagementsolution（pms（生产管理解决方案））。

在本发明的一种优选的扩展方案中，维护规划系统从生产规划系统接收生产规划数据并且在确定维护规定数据时考虑生产规划数据，和/或生产规划系统从维护规划系统接收维护规划数据并且在确定生产规划数据时考虑维护规划数据。因此，至少单侧地使生产规划系统和维护规划系统相协调，优选甚至相互协调。由此，可以进行更加广泛的优化。例如，可以有针对性地以以下时段安放维护，在所述时段由于生产规划本来设置有设备停机。替选地或附加地，当因此仍有新的未磨损的设备部件可供使用时，例如对其而言需要特别高的质量水平的生产任务可以安放到紧接在维护措施之后的时间点上。相反地，自然也可以将对其而言不需要特别高的质量水平的生产任务安放在最后的维护措施之后很久的时段上。

在另一优选的扩展方案中规定，在考虑生产规划数据和/或原材料工业设备的部件的未来预期的状态的情况下，质量确定系统确定用于动态设定的极限值和/或用于原材料工业设备的部件的得出的状态的极限值，并且质量确定系统为自动化系统预设用于动态设定的极限值和/或为状态监控系统预设用于得出的状态的极限值作为要遵守的极限值。由此，例如可以根据要制造的初始产品动态地适配极限值（例如允许的磨损），其中由状态监控系统鉴于遵守来监控所述极限值。同样的内容适用于原材料工业设备的部件的动态设定的极限值，例如在用于轧制金属带的轧机的情况下适用于最大轧制力、最大反向弯曲力等等的极限值。

用于动态设定的极限值和/或用于原材料工业设备的部件的得出的状态的极限值的动态确定还可以通过如下方式进一步优化，即维护规划系统将维护规划数据传送给质量确定系统并且质量确定系统在确定极限值时也考虑维护规划数据。例如，当原材料工业设备的特定部件的特定设定造成相对高的磨损时，如果在不久设置有维护措施，则这可以被接受。而如果只有在稍后的时间点才设置有维护措施，则更多爱惜部件可以是值得推荐的。

一般地，原材料工业设备在制造相应的初始产品的范围中在最大几个小时的相应的时间区间期间被运行。电弧炉的周期例如持续大约1小时。以相似的方式，为了在轧机中加热和轧制相应的铸锭最大需要2到3个小时的时段。对于单个迭代，生产规划系统和维护规划系统通常仅仅需要处于该范围中的时间区间。优选地，因此自动化地迭代地实施用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的根据本发明的方法。由此可能的是，几乎实时地实施用于规划生产和/或维护的根据本发明的方法。术语“实时”在此情况下涉及原材料工业设备的时间常数，而不涉及在毫秒范围中的时间时钟，其中由原材料工业设备的自动化系统以所述时间时钟来控制所述原材料工业设备。

可能的是，连续地实施用于规划生产和/或维护的方法。替选地可能的是，通过人员请求（“根据按钮按压”）实施该方法。

可能的是，现场布置用于实施该方法的计算装置。同样也可以布置在另外的位置处。甚至在云中实施也是可能的。

在许多情况下，原材料工业设备的初始产品就其而言用作用于其他原材料工业设备的输入产品。例如，首先制造（熔化的）铁，随后将铁转换成（熔化的）钢，随后（熔化的）钢经受处理过程，随后浇注（熔化的）钢，随后热轧凝固的钢连铸坯并且最后冷轧经热轧制的钢连铸坯。所述过程步骤中的每一个在相应的原材料工业设备中进行，所述设备例如是高炉、转炉、真空处理设备、连续铸锭设备、热轧机和冷轧机。

优选地，质量确定系统根据由原材料工业设备产生的用于其他原材料工业设备的初始产品之一的状态确定用于在其他原材料工业设备中处理该初始产品的界限并且将界限预设给用于其他原材料工业设备的自动化系统或生产规划系统，所产生的初始产品作为输入产品被输送给所述其他原材料工业设备并且所述其他原材料工业设备由此产生进一步处理的产品。尤其是，如果生产规划系统全面地不仅针对原材料工业设备而且针对其他原材料工业设备确定生产规划数据，则对用于其他原材料工业设备的自动化系统进行预设是有意义的。

例如，在上文所阐述的过程情况下可以将在由铁产生之后钢的化学组分用于确定填料的量，所述填料必须在后续的处理过程中被输送给钢，以便钢具有特定的特性。例如如果在热轧之后确定经轧制的带的特定的轮廓和特定的平整度，则也可以确定用于后续冷轧制过程的过程参量的极限，以便经冷轧的带不形成波浪形。

在该操作方式的扩展方案中，尤其可能的是，质量确定系统

-根据由原材料工业设备产生的初始产品之一的状态检查，该初始产品是否遵守对于该初始产品预定义的质量参数，

-在通过该初始产品遵守预定义的质量参数情况下，释放通过其他原材料工业设备对该初始产品的已经规划的进一步处理，以及

-在由该初始产品不遵守预定义的质量参数的情况下除了用于在其他原材料工业设备中处理该初始产品的界限之外在考虑该初始产品的实际质量参数的情况下确定通过其他原材料工业设备的经修改的进一步处理。

遵守预定义的质量参数例如可能是需要的，以便在该初始产品的经规划的进一步处理范围中产生其他初始产品，所述其他初始产品就其而言遵守所定义的质量参数。如果相应的初始产品的状态允许产生预定义的其他初始产品，则由质量确定系统相应地确定界限。如果相应的初始产品的状态不允许产生预定义的其他初始产品，则必须首先确定：是否还可以通过其他或另外的原材料工业设备产生其他初始产品并且必要时产生何种其他初始产品。对于该其他现在还可制造的产品，质量确定系统于是确定用于通过其他（或另外的）原材料工业设备进行加工的所属的界限。这例如可能随着以降低的质量要求制造其他初始产品而出现。

甚至可能的是，不遵守预定义的质量参数的初始产品被输送给与在遵守预定义的质量参数时输送给的设备不同的原材料工业设备。根据个别情况的状况，由此却还可以遵守预定义的质量参数。

优选地，质量确定系统将经修改的进一步处理传送给生产规划系统并且生产规划系统在确定生产规划数据的范围中考虑经修改的进一步处理。由此，生产规划数据的确定可以始终处于当前状况。

基于相应的输入产品和原材料工业设备的运行参数，预期相应的初始产品的一定结果。可能的是，对于质量确定系统而言该预期的结果是已知的。例如，模型计算的结果可以被输送给质量确定系统或者质量确定系统本身可以执行这种模型计算。另一方面，相应的由原材料工业设备产生的初始产品的实际状态可能偏离于该预期的状态。可能的原因是模型中的误差、未识别出的误操作、未识别出的干扰等等。优选地，质量确定系统在相应的初始产品的（实际）状态偏离于预期的状态情况下执行对原材料工业设备的部件的状态和/或原材料工业设备的运行参数的分析。该分析尤其可以用于找出该状态偏离于预期的状态的原因。

状态监控系统在由原材料工业设备的部件的到目前为止的或未来预期的状态达到极限值时将对应的消息传送给维护规划系统。在一个优选的扩展方案中，在考虑生成规划数据的情况下确定极限值。由此，极限值可以是动态的。

优选地，生产规划系统以以下目的优化生产规划数据，即使原材料工业设备的运行时间最大化。由此，可以使原材料工业设备的生产率最大化。

此外，该任务通过具有权利要求13的特征的用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的系统来解决。根据本发明，开头所述类型的用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的系统通过如下方式来构成，及生产规划系统、状态监控系统、质量确定系统和维护规划系统被编程，使得它们一起实施用于规划原材料工业设备的生产和/或维护的根据本发明的方法。

附图说明

本发明的上面所述的特性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法结合对实施例的以下描述而变得更清楚并且更明显地可理解，所述实施例结合附图更详细地予以阐述。在此情况下以示意图：

图1示出关于计算装置的整体概览，

图2示出生产规划系统，

图3示出原材料工业设备，和

图4示出一组原材料工业设备。

具体实施方式

根据图1，原材料工业设备anl具有自动化系统1、传感器装置2和人机接口3。自动化系统1在此情况下尤其可以一同包含pda系统（pda=processdataacquisition（过程数据采集））。pda系统存储历史意义上的所检测的过程数据，使得也可以事后还访问以前积累的过程数据。由此，尤其例如可以在误差搜索的范围中确定所基于的原因。此外，由此也有所有过程参量的到目前为止的时间变化过程可供使用。原材料工业设备anl原则上可以任意地构造，参见上述陈述。尤其是，原材料工业设备anl可以构造为金属产生工业的设备，同样参见上述陈述。

传感器装置2检测设备anl的测量数据m。测量数据m可以是各个值，诸如单一温度或单一速度或单一力。替选地，这可以是尺寸数据，诸如时间温度变化过程或区域性（örtliche）温度分布。也可考虑其他参量。借助传感器装置2检测到的测量数据m至少部分被输送给自动化系统1，该自动化系统接收输送给其的测量数据m。此外，借助传感器装置2检测到的测量数据m至少部分地被传送给人机接口3。人机接口3将传送给其的测量数据m向人员4输出。人员4例如可以是原材料工业设备anl的操作人员、装配工、调试员或其他人员或者属于维护人员。

可能的是，所有由传感器装置2检测到的测量数据m不仅被输送给自动化系统1而且被输送给人机接口3。然而一般地，由传感器装置2检测到的测量数据m中的仅仅一部分不仅被输送给自动化系统1而且被输送给人机接口3。一般地，其他由传感器装置3检测到的测量数据m仅仅被输送给自动化系统1，而不也被输送给人机接口3。在又其他由传感器装置2检测到的测量数据m的情况下，这可以相反。

人机接口3此外从自动化系统1接收数据d并且将所述数据输出给人员4。此外，人机接口3从人员4接收控制指令s。人机接口3将所接收的控制指令s转发给自动化系统1。

自动化系统1根据对其可供使用的信息确定其他控制指令s’。自动化系统1将其他控制指令s’输出给设备anl的受控制的元件5（执行器5）。由此，原材料工业设备anl由自动化系统1控制和/或监控。在确定其他控制指令s’的范围中，自动化系统1不仅考虑所接收的测量数据m而且考虑由人机接口3预设的控制指令s。自动化系统1在确定其他控制指令s’的范围中通常也考虑内部数据i，即仅存在于自动化系统1内的数据。内部数据i（在控制过程本身的范围内）既不由自动化系统1从外部接收也不向外发出。例如这可以是如下数据，其由自动化系统1以模型辅助方式来确定。这也可以是如下数据，其由自动化系统1在不形成模型的情况下仅被一同计算，例如计时器或存储器的值。

自动化系统1大多包括多个层级。层级0由传感器系统（即传感器装置2）和执行器系统（即执行器5）构成。层级1是所谓的基本自动化，其中调节回路实施该基本自动化。层级2包含工艺自动化，所述工艺自动化包括过程模型并且确定用于调节回路的额定值。

自动化系统1确定控制数据s’所根据的信息也包括生产规划数据pi，所述生产规划数据由生产规划系统6传送给自动化系统1。索引i=1、2、...等等在这里以及也在其他参量情况下被使用，以便表明存在多个对应的参量。生产规划系统6根据图2中的图示接收多个数据。数据包括首要任务pri作为最重要的数据。首要任务pri分别详细说明：哪个初始产品ai或哪些初始产品ai应该由原材料工业设备anl产生。所述首要任务此外详细说明：直至什么期限必须或应该执行对应的首要任务pri。此外，例如由于从外部的预设，对于生产规划系统6而言已知的是，哪个输入产品ei或哪些输入产品ei可用于产生初始产品ai。输入产品ei在预设给生产规划系统的范围中还不必分配给首要任务pri（即使这原则上是可能的）。首要任务pri是积聚（ansammlung），即所述首要任务不构成有序的顺序。生产规划系统6从首要任务pri确定所属的生产规划数据pi。生产规划数据pi规定，原材料工业设备anl在哪些时间点应该产生相应的首要任务pri的相应的初始产品ai。生产规划系统6因此使首要任务pri置于对应的顺序。生产规划系统6可以尤其以以下目的来优化生产规划数据pi，即使原材料工业设备的运行时间最大化。

但是，生产规划数据pi不仅构成顺序。更确切地说，生产规划数据pi也规定，哪些输入产品ei应该被输送给原材料工业设备anl。所述生产规划数据此外规定：在哪些时间点ti应该由原材料工业设备anl产生初始产品ai。如果原材料工业设备anl是用于轧制金属带的热轧机，则例如规定，何种铸锭（=输入产品）在哪个时间点应该被输送给热轧机并且轧制完成的金属带（=初始产品）应该具有何种最终轧制厚度。此外，在相应的生产规划数据pi中可以规定其他细节，尤其是质量参数、诸如轮廓（profil）和平整度以及屈服点、屈服极限、硬度等等。

生产规划系统6利用相对大的时间范围实施对生产规划数据pi的确定。时间范围根据图2中的图示为至少数天，通常甚至为数周或数月。

生产规划系统6的运行方式本身是已知的，参见psimetalsgmbh公司的已经提及的商品广告“psimetalsplanning-productionmanagementsolutionsforthemetalsindustry”。

生产规划数据pi由生产规划系统6单独地或成组地传送给自动化系统1并且因此预设给自动化系统1。预设可以直接或间接地经由制造执行系统（manufacturingexecutionsystem,mes）进行。生产规划系统pi由自动化系统1根据预设的顺序实施。原材料工业设备anl因此根据图3中的图示以预设的顺序从相应的生产任务pi的输入产品ei产生相应的初始产品ai。可能的是，在输入产品ei与初始产品ai之间存在1:1关系。然而也可能的是，从单个输入产品ei中产生多个初始产品（andie）或相反地，多个输入产品ei进入一个初始产品ai。一般而言存在n:m关系。

此外，存在状态监控系统7。状态监控系统7接收测量数据m和/或从测量数据m导出的数据。数据的预设可以经由传感器装置2由原材料工业设备anl直接进行。替选地，经由自动化系统1的预设是可能的。状态监控系统7根据所接收的数据确定原材料工业设备anl的部件的到目前为止的状态z1。为了确定原材料工业设备anl的部件的状态z1，状态监控系统7例如可以使用物理模型、人工智能（尤其神经网络）或基于规则的系统。

原材料工业设备anl的部件的状态z1适当地被确定。例如，在原材料工业设备anl构造为轧机的情况下，根据wo2012/025438a1的针对工作辊的操作方式根据所谓的轧棍行程确定相应的磨损。类似的操作方式在其他原材料工业设备情况下对于其部件而言也是可能的。

术语“到目前为止的状态”在该意义上指的是，对于瞬时时间点确定得出的状态z1。然而由于该状态z1不仅与瞬时事实有关而且与部件的过去有关的情况，也必须事先确定先前的状态z1。然而并不需要：在历史意义上所有到目前为止的状态z1也都继续可供使用（即使这是可能的）。然而，到目前为止的状态z1必须事先被确定。

此外，状态监控系统7也确定原材料工业设备anl的部件的未来预期的状态z1。在该确定的范围中，状态监控系统7附加地利用用于接着要产生的初始产品ai的生产规划数据pi或从对应的生产规划数据pi导出的数据。尤其是，状态监控系统7可以基于所述生产数据pi以模型辅助方式确定原材料工业设备anl的预期的运行方式并且根据所确定的预期的运行方式确定未来预期的状态z1。该预测在此情况下并不基于统计分析处理，而是具体而言基于用于接着要产生的初始产品ai的生产规划数据pi。该操作方式也在wo2012/025438a1中针对轧机或针对轧机的工作辊和其未来的磨损根据未来的轧棍行程得以阐述。类似的操作方式也在其他原材料工业设备情况下对于其部件而言是可能的。如果输送给状态监控系统7的数据是或包括尺寸数据，则状态监控系统7为了处理输送给其的尺寸数据和尤其为了确定未来预期的状态z1例如可以包括计算装置，该计算装置借助人工智能处理尺寸数据。这种计算装置在较旧的未在先公开的申请中得以阐述，该申请具有申请人的内部文件号201600233和标题“verwendungumfassenderkünstlicherintelligenzbeianlagendergrundstoffindustrie”。

此外，存在质量确定系统8。质量确定系统8是与自动化系统1不同的系统。该质量确定系统类似于状态监控系统7地接收测量数据m和/或从测量数据m导出的数据。数据的预设可以经由传感器装置2由设备anl直接进行。替选地，经由自动化系统1的预设是可能的。此外，质量确定系统8从状态监控系统7接收原材料工业设备anl的部件的到目前为止的和未来预期的状态z1。最后，质量确定系统8接收生产规划数据pi。替选地，预设可以由生产规划系统6或自动化系统1进行。

质量确定系统8从所接收的数据确定由原材料工业设备anl产生的初始产品ai和要产生的初始产品ai的状态z2。此外，质量确定系统8从所接收的数据确定作为整体的原材料工业设备anl的过去的和未来的状态z3。如果原材料工业设备anl是轧机，则质量确定系统8可以根据对其可供使用的数据作为用于特定的初始产品ai的状态z2例如确定宽度和厚度以及实际的质量参数、诸如轮廓和平整度以及屈服点、屈服极限、硬度等等。此外，质量确定系统8在相同的情况下可以根据对其可供使用的数据作为原材料工业设备anl的状态z3（即作为过程状态）确定对应的评价（例如好的或差的，稳定的或不稳定的，高效的或无效率的或对应的中间级）。同样，在钢产生设备（例如转炉）的情况下可以确定或预测相应的初始产品ai（在该情况下熔液）的温度和化学组分作为状态z2。设备anl的状态z3在此情况下可以以类似的方式被确定。对通过质量确定系统8确定原材料工业设备anl的状态z3替选地，也可能的是，由状态监控系统7将原材料工业设备anl的状态z3提供给质量确定系统8。结果，原材料工业设备anl的状态z3建立在原材料工业设备anl的状态与得到的产品质量之间的关联。

一个示例，这里针对精轧机列：如果在精轧机列的氧化皮清洗设备中出现干扰，例如喷嘴堵塞或以变化的压力运行氧化皮清洗设备，则该干扰可能导致热轧带材的过低的除氧化皮并且由此得出地导致热轧带材中的表面缺陷。由状态监控系统7将氧化皮清洗设备的运行状态提供给质量确定系统8。质量确定系统8确定质量的对应的损害作为用于初始产品ai的状态z2。作为状态z3，质量确定系统8例如可以确定（由于变化的压力引起的）不稳定性。

另一示例，这里针对连铸机：如果连铸机的冷却装置有缺陷，例如喷嘴堵塞或用于将水输送到喷嘴的输送装置有缺陷，则这导致所浇注的金属连铸坯的不均匀凝固并且由此导致不均匀的材料特性。状态监控系统7确定对应的缺陷。质量确定系统例如确定所浇注的金属连铸坯的质量作为状态z2并且作为状态z3例如确定运行的质量和/或锭模断裂的危险程度。

此外，要制造的初始产品ai的状态z2可以根据需求来确定。为此（在不要求完整性的情况下），几个示例：

-在制造钢的范围中，作为状态z2可以确定温度、化学分析和钢熔液的重量和缓冲时间。分析尤其可以包含钢中的硫、磷和碳、氧和氮的成分。

在连续铸造的范围中，作为状态z2例如可以确定浇注速度、温度以及冷却和凝固过程的参数。

在轧制的范围中，例如可以确定变形速率、温度曲线、除氧化皮速率、最终轧制温度、卷取温度、金属带的速度曲线等等。

只要这涉及已经产生的初始产品ai的状态z2和原材料工业设备anl的过去的状态z3的确定，质量确定系统8的结构和作用方式就是已知的。纯示例性地，可以参照gerhardkurka和geraldhohenbichler的已经提及的学科论文“tpqc-throughprocessqualitycontrol”。只要这涉及尚要产生的初始产品ai的状态z2和原材料工业设备anl的未来的状态z3的确定，就可以动用该操作方式。尤其是，类似于对于在状态监控系统7的范围内原材料工业设备anl的部件的状态z1的预测，可以基于用于尚要产生的初始产品ai的生产数据pi以模型辅助的方式确定原材料工业设备anl的预期的运行方式，并且可以根据如此确定的运行方式确定由原材料工业设备anl要产生的初始产品ai的状态z2和原材料工业设备anl的未来预期的状态z3。质量确定系统8（类似于状态监控系统7）为了处理输送给其的数据和在这里也尤其为了确定未来的状态z3也可以包括计算装置，如在具有申请人的内部文件号201600233的申请中所阐述的那样。

此外，存在维护规划系统9。维护规划系统从状态监控系统7接收原材料工业设备anl的部件的到目前为止的和未来预期的状态z1。例如，在轧机作为原材料工业设备anl的情况下，可以由状态监控系统7为维护规划系统9预设轧机的轧机机座的工作辊的到目前为止的和未来预期的磨损。此外，维护规划系统9从质量确定系统8接收由原材料工业设备anl产生的初始产品ai和要产生的初始产品ai的状态z2和/或作为整体的原材料工业设备anl的过去的和未来的状态z3。然而，与预设的方式和方法无关地，所需的数据尽可能早地可供维护规划系统9使用用于进一步处理。

维护规划系统9在考虑这些数据的情况下确定用于原材料工业设备anl的维护规划数据w。维护规划数据w首先包括待采取的维护措施的（优选按时间顺序的）列表。此外，维护规划数据w包括为执行维护所需要的物件的列表。具有措施的清单被输出给人员4。所需要的物件的列表可以被传送给企业规划系统10，由该企业规划系统可以自动化地处理该列表。

维护规划系统9本身的运行方式、即维护规划数据w的确定是已知的，例如以ibm公司的maximo系统或通用电气公司（generalelectriccompany）的predix系统的形式。然而在现有技术中，维护规划数据w的确定根据如下数据进行，所述数据提前通过估计确定一次并且随后保持了静止。而在本发明的范围内，状态监控系统7和质量确定系统8的当前数据被用于确定维护规划数据w。

替选地或附加地可能的是，生产规划系统6从状态监控系统7接收原材料工业设备anl的部件的到目前为止的和未来预期的状态z1并且此外从质量确定系统8接收由原材料工业设备anl产生的初始产品ai和要产生的初始产品ai的状态z2和/或作为整体的原材料工业设备anl的过去的和未来的状态z3，并且在确定生产规划数据pi时对其进行考虑。由此，如果基于原材料工业设备anl的部件的未来预期的状态z1确定的原材料工业设备anl的运行状态不再能够制造特定的所期望的初始产品ai，则例如可以随时由生产规划系统6更新生产规划。如果基于要产生的初始产品ai的未来预期的状态z2可以预测：对应的初始产品ai不再能够遵守所要求的质量参数，则生产规划系统6可以以类似的方式做出反应。

在图1中不仅示出了所属的生产和维护规划系统的在上文所阐述的基本配置，而且同时示出了多个有利的扩展方案。这些扩展方案在此情况下可以彼此无关地实现。然而，所述扩展方案也可以根据需求彼此组合。

第一扩展方案在于，维护规划系统9从生产规划系统6接收生产规划数据pi。在此情况下，可能的是，维护规划系统9在确定维护规划数据w时考虑生产规划数据pi。例如，维护规划系统9可以有针对性地以以下时段安放维护措施：即基于生产规划必须在所述时段插入生产间歇。尤其是，如果可以预见：在不提前维护措施的情况下维护措施在稍后的时间点将会导致不期望的生产停止并且在提前维护措施的情况下在基于生产规划本来设置的生产停止期间可以执行维护措施，则维护规划系统9可以提前维护措施。

第二扩展方案在于将该过程颠倒。该第二扩展方案因此在于，生产规划系统6从维护规划系统9接收维护规划数据w。在此情况下，可能的是，生产规划系统6在确定生产规划数据pi时考虑维护规划数据w。例如，生产规划系统6根据针对什么时间点规划接下来的维护可以提前或延迟单个生产任务pi。如果生产任务pi对于其实施需要不同的时间，则生产规划系统6可能也可以将生产任务pi分组为使得可以在结束生产任务pi的实施之后在尽可能小的时间之后开始因维护引起的间歇。生产规划系统6也可以紧接在结束因维护引起的间歇之后、也即尽可能快地启动接下来的生产任务pi。

第三扩展方案在于，质量确定系统8在考虑生产规划数据pi和/或原材料工业设备anl的部件的未来预期的状态z1的情况下确定用于动态设定的极限值l1和/或用于原材料工业设备anl的部件的得出的状态z1的极限值l2。部件的设定就此而论是通过操控对应的执行器5能够主动地设定的状态，例如轧制力、转速、力矩、温度等等。而状态z1是在运行对应的部件时不受欢迎地出现的结果，例如磨损。

质量确定系统8在第三扩展方案情况下为自动化系统1预设用于动态设定的极限值l1和/或为状态监控系统7预设用于得出的状态z1的极限值l2，作为要遵守的极限值。极限值l1、l2尤其可以通过如下方式确定：所述极限值必须被遵守，以便遵守为要产生的初始产品ai预先确定的质量标准。例如，作为用于动态设定的极限值l1在轧机的情况下可以预设轧机机座的工作辊的最大反向弯曲或在工作辊的宽度上的最大外形波动（konturschwankung），以便遵守轮廓和平整度值。同样在相同情况下可以为状态监控系统7预设轧机机座的工作辊的最大磨损作为要遵守的极限值l2，以便遵守轮廓和平整度值。例如作为极限值l1或l2也可以预设用于要轧制的轧件的特定的温度范围，以便轧机可以实现所要求的变形程度。作为极限值l1或l2也可以预设在布置在轧机下游的冷却段中的特定的最小或最大温度梯度，以便遵守轧件的所要求的机械特性。

第四扩展方案在于，维护规划系统9将维护规划数据w传送给质量确定系统8。在此情况下，质量确定系统8在确定用于动态设定的极限值l1和/或用于得出的状态z1的极限值l2的情况下也可以考虑维护规划数据w。例如，在轧机的情况下，在新鲜更换的工作辊情况下（磨损几乎为0）可以允许与在已经部分磨损的工作辊的情况下相比更高的反向弯曲。

在许多情况下，根据图4中的图示，由原材料工业设备anl产生的初始产品ai就其而言又是用于其他原材料工业设备anl’的输入产品ei’，所述其他原材料工业设备由此产生被进一步处理的产品ai’。在此情况下，第五扩展方案可以在于，质量确定系统8根据由原材料工业设备anl产生的用于其他原材料工业设备anl’的初始产品ai之一的状态确定在其他原材料工业设备anl’中处理该初始产品ai的界限，并且将所述界限预设给用于其他原材料工业设备anl’的自动化系统1’或生产规划系统6’。例如，在脱碳之后根据在吹氧炉中的所产生的钢熔液的最终温度可以判定，应该以何种方式和方法在后续的浇包过程（pfannenprozess）中进一步处理钢熔液。

质量确定系统8的意义和目的尤其是，质量确定系统8根据由原材料工业设备anl产生的初始产品ai之一的状态z2检查，该初始产品ai是否遵守针对该初始产品ai预定义的质量参数。例如，在钢熔液的情况下，质量确定系统8可以检验所述钢熔液的化学组分和其温度。基于这种检查，在通过该初始产品ai遵守预定义的质量参数的情况下，质量确定系统8释放（freigeben）通过其他原材料工业设备anl’对该初始产品ai已经规划的进一步处理。在本发明的范围内，基于第五扩展方案的第六扩展方案可以在于，在该初始产品ai不遵守预定义的质量参数的情况下，除了用于在其他原材料工业设备anl’中处理该初始产品ai的界限之外，质量确定系统8在考虑该初始产品ai的实际质量参数的情况下确定通过其他原材料工业设备anl’的经修改的进一步处理。例如，可以确定经修改的进一步处理，对于该经修改的进一步处理而言降低其他初始产品ai’的质量要求。在个别情况下（在特别优秀地满足质量要求的情况下），甚至以下相反的操作方式是可能的，即提高质量要求，使得因此违背预期地甚至可以产生比最初规划的更高质量的其他初始产品ai’。此外可能的是，处理本身被修改，例如在轧制的情况下产生具有降低的轮廓精度的产品。在产生钢的情况下，另一修改可以在于，制造其他钢品种。也可以意味着，执行其他处理或附加处理，使得初始产品ai却仍能够满足质量要求。例如，如果初始产品ai是钢熔液，则在浇包过程中可以进行经修改的冶金处理，使得钢熔液在浇包过程结束时却具有所要求的质量。例如也可以决定，在脱碳之后在吹氧炉中还执行后吹过程，以便却仍达到期望的质量。根据图4中的图示，也可以意味着，在与最初规划的不同的原材料工业设备anl"（即与其他原材料工业设备anl’不同的原材料工业设备）中处理初始产品ai。

在该扩展方案的补充方案中，质量确定系统8将经修改的进一步处理传送给生产规划系统6。由此，生产规划系统6可以在确定生产规划数据pi的范围中考虑经修改的进一步处理。尤其，生产规划系统6可以考虑，本来所期望的初始产品ai未能被生产并且因此必须重新生产。对应的改变可以由生产规划系统6进行。

如已经提及的那样，不仅由自动化系统1和/或由传感器装置2而且由状态监控系统7给质量确定系统8输送数据。由此可能的是，质量确定系统8根据第七扩展方案在由原材料工业设备anl产生的初始产品ai之一的状态z2偏离于预期的状态z2的情况下执行对原材料工业设备anl的部件的状态z1和/或原材料工业设备anl的运行参数的分析。该分析用于找出状态z2偏离于预期的状态z2的原因。为了实施这种能力，质量确定系统8例如可以具有神经网络，尤其深度神经网络（dnn=deepneuralnetwork）或卷积神经网络（cnn=convolutionalneuralnetwork）。对应的网络类型对于本领域技术人员而言一般来说是已知的。

在第八扩展方案中可能的是，状态监控系统7在通过原材料工业设备anl的部件的到目前为止的或未来预期的状态z1达到极限值l1时将对应的消息传送给维护规划系统9。这与现有技术的操作方式不同，在所述现有技术的操作方式情况下仅仅传送给人员4并且人员4本身必须在维护规划系统9中进行对应的输入。此外可能的是，在考虑生产规划数据pi的情况下确定极限值l1。所述确定尤其可以由质量确定系统8进行。也许也可能通过状态监控系统7进行独立确定。

在制造相应的初始产品ai的范围中，原材料工业设备anl一般地在最大几个小时的相应时间区间期间被运行。而生产规划和维护规划具有明显更大的时间范围。另一方面，生产规划系统6和维护规划系统9为了相应地确定生产规划数据pi或维护数据w仅仅需要以下计算时间，所述计算时间在几个小时、例如最大两个小时的范围中变动。此外，不同的系统6至9需要的迄今为止（weitaus）大多数数据当前随时可供使用。因此也可以当前随时执行基于此的处理、链接（verknüpfung）和优化。因此可能的是，自动化地迭代地实施用于规划原材料工业设备anl的生产和/或维护的方法。由此，关于原材料工业设备anl的循环时间，可以几乎实时地提供生产规划数据pi和/或维护数据。在此情况下，替选地可能的是，连续地或根据通过人员4的请求实施用于规划生产和/或维护的方法。

本发明的核心因此在于，将结合原材料工业设备anl所使用的并且迄今仅以小规模彼此联网的或仅表示孤立解决方案的不同it系统1和6至9彼此链接、联网和耦合。可以容易地创建用于将系统1和6至9彼此联网的所需要的接口。通过联网，对原材料工业设备anl的运行的整体考虑变得是可能的。

可能的是，不同的系统6至9紧邻地布置或至少布置在原材料工业设备anl附近。然而，所述不同的系统（完全或部分）同样可以布置在另外的位置处。仅仅自动化系统1应该在现场。分布式或非本地化的布置（例如在云中）也是可能的。输出根据需求也可以实现为智能设备或应用程序（apps）。

替选地，根据本发明的方法可以半自动地或全自动地运行。在半自动运行情况下，不同的系统6至9执行其确定并且将其确定的结果输出给人员4。人员4随后能够确认结果并且由此释放所述结果，抑或（在个别情况下）拒绝该释放。在全自动运行情况下，不同的系统6至9尽管同样可以将其确定的结果输出给人员4。然而，这不再是强制性的，因为不再询问释放，而是立即将结果切换为激活的。但是人员4在全自动运行中也还总是有有借助所谓的覆盖（override）进行干预的可能性。

不同的系统6至9可以是独立的计算装置。所述不同的系统同样也可以联合在共同的计算系统中。所述不同的系统也许甚至可以在自动化系统1内运行。上文所阐述的功能性是决定性的，但在特定的计算装置中的实施并不是决定性的。

本发明具有许多优点。尤其进行整体考虑。此外，考虑相互的依赖性。由此得出原材料工业设备anl的部件的剩余运行持续时间的改善的确定和改善的预测精度。通过不同的系统6至9对不同数据的确定也随时是当前的。所属的系统6至9不仅可以在新设备情况下被实施，而且可以在现代化范围中被加装。可以明显提高在生产规划和维护规划时的自动化程度。然而，人员4在需要时总是还可以以修正的方式进行干预。得出在干扰情况下提高的鲁棒性和改善的规划精度。设备anl的运行适合于原材料工业，即使人员4尚有相对少的经验，也保持可靠。避免了许多操作。在不同的系统6至9中可以实施人工智能。由此开辟用于改善的其他潜力。

附图标记清单

1自动化系统

2传感器装置

3人机接口

4人员

5受控制的元件（执行器）

6生产规划系统

7状态监控系统

8质量确定系统

9维护规划系统

10企业规划系统

ai、ai’初始产品

anl、anl’、anl"原材料工业设备

d数据

ei、ei’输入产品

i内部数据

l1，l2极限值

m测量数据

pi生产规划数据

pri首要任务

s、s’控制指令

w维护规划数据

z1、z2、z3状态。