[發明專利]具有嵌入的可重復區段需求的制造執行系統

有效

• 申請號: 201110354513.9
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102467700B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: P.科佩洛;A.拉維奧拉
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 王岳,盧江

技術領域

本發明一般涉及生產活動的自動化，并且更具體地涉及具有嵌入的可重復區段需求（segment requirement）的制造執行系統。

背景技術

產品制造的自動化在計劃和生產水平上需要用于管理產品的制造中所涉及的相關信息的工具。特別地，生產過程（production process）的準確建模對于調度和執行來說都是必不可少的，并且最終對于在生產活動中實現良好水平的操作性能也是必不可少的。這些工具之一（對于國際標準協會-S95被稱為ISA-95）是用于為全球生產者開發在企業和生產過程的控制系統之間的自動接口的國際標準。ISA-95標準能夠在不同生產者之間使用標準術語用于處理所述相關信息的同時，限定軟件工具可以如何在工廠底層（plant floor）水平上實施生產過程以及如何與其通信。

一般，ISA-95標準可以嵌入或者用作用于制造執行系統（MES）的開發的共同基礎，即，在企業資源計劃（ERP）上層和生產線（process line）下層之間能夠提供計算機器和軟件工具的中間層，ERP上層是特別專用于生產過程的計劃的，生產線下層是特別專用于在對生產過程的分析中所涉及的或者在生產過程自身中所涉及的單個機器的控制的。

換言之，MES是如下的動態信息系統，該動態信息系統通過管理從訂單釋放到制造中的點到成為完成了的商品的產品遞送的點的生產操作，并且通過經由雙向通信向跨越組織和供應鏈的其他方提供關于生產活動的關鍵信息，驅動對生產操作的有效執行。MES一般包括用于分析管理的軟件工具和用于生產性過程的軟件工具。

通常，ISA-95標準包括能夠根據對所述生產過程的結構描述來表示所述生產過程的復雜且分層的實體集合。所述實體特別地表示在對生產要求的執行期間要被使用的資源。ISA-95標準因此能夠對生產過程建模，即，通過表示在生產過程中所涉及的實體以及這些實體之間的互動，提供對所述生產過程的概念化。

例如，由ISA-95標準內分層的結構所表示的生產過程可以包括生產調度實體，生產調度實體包括至少一個可以根據產品生產規則實體來限定的生產要求實體。生產要求實體可以包括至少一個與過程或產品區段實體相關聯的區段需求實體，以及被設計為允許MES系統之間的通信的所要求的區段響應實體。區段需求實體可以包括不同實體，像生產參數、人員需求、裝備需求、材料生產需求、材料消耗需求和可消耗的預期實體。生產參數實體一般與產品參數實體或者過程區段參數實體相關聯。生產參數實體因此是屬于區段需求實體的實體之一。生產參數實體表示在生產期間所使用的或者生產所涉及的生產參數。示例可以是裝備的速度或者工作溫度。通常在生產期間，生產參數用于驅動生產，例如設定裝備速度/溫度。人員需求實體表示區段需求用于其執行所需的人力資源。人員需求實體可以包括人員需求屬性實體，人員需求屬性實體自身可以包括人員模型實體。人員需求屬性實體和人員模型實體通常設計用于提供與人力資源相關的一般信息。類似地，裝備需求實體可以與至少一個可以對應于裝備模型實體中的元素（element）的裝備需求屬性實體相關聯。而且，材料生產和材料消耗需求實體可以分別各自與可以對應于材料模型實體中的至少一個元素的至少一個材料生產需求屬性實體和至少一個材料消耗需求屬性實體相關聯。換言之，人員、裝備和材料模型實體中的每個都包括人員、裝備和材料的一些特性，這些特性有助于選擇用于實現生產要求的正確人員、裝備或材料。區段需求實體也可以包括設計用于表示可能使用的材料并且可以例如與至少一個可消耗期望屬性實體相關聯的可消耗期望實體，可消耗期望屬性實體表示可能使用的材料的屬性信息。

這些實體因此根據生產要求的結構表示來彼此相連接，并且形成能夠交換和提供信息的系統。在所述實體之間的且根據所述結構（或分層）表示的連接特別地設計用于向生產調度實體提供允許對生產的正確估計或建模的信息（像材料的數量、可能使用的材料、所需要的人員、過程的速度、……），使生產活動可以精確地估計、準備和調度（以及還有執行），用于滿足每個生產要求并且因此優化生產過程。

對生產系統的建模需要將生產性過程劃分為許多步驟或者生產階段，使得每個階段表示可以由MES系統控制的簡單動作。

當整個生產性過程開始其執行時，MES系統管理不同的生產階段來執行其操作并且組合每個生產階段的結果，以得到成品。通常生產過程的結果是最終產品（例如：計算機、家具、樂高塊（Lego Block）、氣體、油），其中生產階段的結果是作為中間產品（二極管、木料（wooden plank）、塑料）。