La presente invenzione riguarda un metodo e un sistema di calcolo indicatori chiave in un sistema di produzione esecuzione secondo il preambolo delle rivendicazioni 1 e 3 rispettivamente.
Nel mondo dell'automazione industriale di oggi, aziende manifatturiere, al fine di migliorare le proprie capacità di produzione, fanno uso di infrastrutture IT per il controllo industriale e dell'automazione.
Con il tempo, tali prodotti software per l'automazione industriale sono aumentati di portata e raffinatezza al fine di adattarsi alla grande varietà di esigenze di aziende di produzione.
Come definito dal Manufacturing Enterprise Solutions Association (MESA International), un Manufacturing Execution System (MES) "è un sistema informativo dinamico che spinge l'esecuzione effettiva delle operazioni di produzione", gestendo "operazioni di produzione dal punto di rilascio ordine nella produzione al punto di consegna del prodotto in prodotti finiti "e fornendo" informazioni mission-critical sulle attività produttive per gli altri in tutta l'organizzazione e la catena di approvvigionamento tramite la comunicazione bidirezionale. "
In altre parole, il sistema MES è un insieme di applicazioni software che vengono utilizzati per controllare un impianto di produzione.
Le funzioni che di solito comprendono sistemi MES, al fine di migliorare la qualità delle prestazioni e dei processi degli impianti di produzione, sono l'allocazione delle risorse e lo stato, invio ordini di produzione, raccolta di dati / acquisizione, gestione della qualità, gestione della manutenzione, analisi delle prestazioni, le operazioni / scheduling dettaglio, il documento controllo, la gestione del lavoro, gestione dei processi e tracciabilità del prodotto.
Ad esempio, la Siemens Corp. offre una vasta gamma di prodotti MES, sotto la sua famiglia di prodotti SIMATIC ®.
In impianti di produzione, una varietà di configurazioni consentire l'attuazione dei concetti macchine flessibili che richiedono nel backbone soluzioni software piuttosto complicate e sofisticate per consentire l'approccio di automazione integrata.
Come qui utilizzato, un software applicativo è un insieme di componenti software sviluppati da sviluppatori di software per eseguire alcune azioni utili in un sistema MES, i valori di monitoraggio ad esempio provenienti dal processo dell'impianto, o il controllo di un dispositivo di impianto.
Tipicamente, in fase di progettazione, ingegneri di sistema flessibile personalizzare applicazioni MES a seconda delle specifiche esigenze stabilimento di produzione.
Invece, in fase di runtime, le applicazioni MES sono utilizzati da utenti finali che possono essere i gestori degli impianti di linea o per personale responsabile.
Una caratteristica importante per le applicazioni MES di controllo della produzione e l'automazione è il calcolo di indicatori di prestazioni chiave (KPI).
Gli indicatori KPI sono metriche calcolate da quantificare certe prestazioni per un progetto o di una produzione manifatturiera eseguita.
Ad esempio, un indicatore KPI può essere la velocità di produzione di un dato impianto o di una macchina, danno calcolata come il numero di pezzi prodotti nell'intervallo di tempo. Un altro esempio può essere il tempo di inattività delle macchine vegetali determinate in un giorno di produzione.
Dal momento che impianto di produzione diverso può richiedere diversi tipi di indicatori KPI deve essere calcolato, lo stato delle applicazioni software MES d'arte fornire funzionalità per la definizione dei KPI personalizzati in base alle specifiche esigenze dell'impianto.
In considerazione di questo, sistemisti, conoscendo le esigenze specifiche di un impianto di produzione determinato, sono in grado di definire KPI personalizzati, in fase di progettazione, mediante strumenti di editing fornite dal sistema MES.
La figura 1a mostra un diagramma di flusso schematico illustrante un esempio di KPI fasi di definizione, in fase di progettazione, in sistemi di tecnica precedente MES.
In fase di progettazione, al passo 101, un ingegnere di sistema definisce un set personalizzato di KPI in base alla grammatica del linguaggio specifico strumento di editing. L'ingegnere definisce di solito ogni KPI nuova personalizzato specificando il nome KPI (ad esempio MyKPI), le variabili utilizzate (ad esempio V1, V2) e la formula di calcolo (ad esempio, (V1 + V2) / 2).
Al passo 102, l'usanza KPI definizione è convalidato. Ad esempio, la definizione KPI non è valido (N), se le variabili usate V1, V2 sono sconosciute o se la grammatica della formula non è corretta. In tali casi, la definizione di KPI viene respinta in 102n passo.
Nel caso la definizione personalizzato KPI è valido (Y), nella fase 103, uno MyKPIGraph grafico valutazione viene generato per rappresentare strutturalmente la formula KPI dell'esempio (V1 + V2) / 2.
La figura 1b mostra un diagramma di flusso schematico illustrante un esempio di procedura di calcolo KPI, in fase di esecuzione, in sistemi di tecnica anteriore MES.
Al passo 111, in fase di runtime, il calcolo di un indicatore KPI dato è richiesta specificando il nome KPI ed i valori delle variabili, ad esempio KPI: MyKPI, = 48 V1, V2 = 52.
Al passo 112, la richiesta di calcolo personalizzato KPI viene convalidato. Ad esempio, la richiesta di calcolo KPI potrebbero non essere validi (N) se i valori delle variabili non sono validi. In tali casi, la richiesta di calcolo KPI viene respinta in 112n passo.
Nel caso in cui la richiesta è valida (Y), in fase 113, un generico grafico valutatore viene richiamato per calcolare la specifica KPI MyKPI, ad esempio EvaluateKPIGraph (MyKPIGraph, [V1 = 48, V2 = 52]).
Al passo 114, il valutatore KPI assegna valori alle variabili della formula, ad esempio inserendo le coppie di valore variabile e relativo [(V1, 48), (V2, 52)] nella lista degli argomenti del valutatore KPI.
Per ogni KPI essere calcolata, come illustrato nelle fasi 115 a 117, il valutatore KPI analizza il grafico rappresentante la formula e applica gli operatori definiti nella formula ai valori effettivi dei dati disponibili per eseguire il calcolo e KPI arrivare alla finale risultato, ad esempio 50 di passo 117. Il valutatore KPI valuta il grafico specifico MyKPI in maniera ricorsiva e gerarchica partendo dalla parte inferiore sotto-alberi.
Il calcolo grafico è una tecnica altamente dispendioso in termini di risorse di elaborazione.
La complessità computazionale è dovuto al fatto che il generico KPI valutatore, quando viene richiamato, deve interpretare e comprendere le formule specifiche personalizzati, come illustrato nell'esempio precedente.
Una seconda ragione per la complessità è il fatto che il generico KPI valutatore deve eseguire una serie di controlli di validazione della formula e delle variabili ogni volta che si calcola ogni sotto-albero del costume KPI.
Inoltre, la complessità grafico di valutazione può aumentare notevolmente quando le condizioni logiche, ad esempio IF, THEN, ELSE, o operatori di confronto, ad esempio Max [..], Min [..], sono inclusi nella formula.
Inoltre, il calcolo di KPI comuni comporta generalmente una grande quantità di dati.
Così, purtroppo, per le ragioni sopra esposte, vale a dire la complessità delle formule personalizzate calcolati attraverso grafici e l'elevato volume di dati, i risultati del calcolo KPI personalizzati per essere un compito software intensive che porta a problemi di prestazioni difficili.
È pertanto scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti sopra menzionati, in particolare fornendo un metodo ed un sistema di calcolo indicatori chiave in un sistema di esecuzione della produzione che riduce al minimo gli sforzi computazionali a runtime pur consentendo la personalizzazione in fase di ingegneria.
Lo scopo suddetto viene raggiunto da un metodo ed un sistema di calcolo indicatori di performance,
qui di seguito indicata come KPIs, nell'ambito di un sistema di esecuzione di fabbricazione comprendente:
- a) in fase di progettazione, definendo un set di KPI, nel caso la definizione di elemento personalizzato KPI (a) è valida (Y), l'invenzione è caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente:
- b) in fase di progettazione, generare automaticamente, attraverso un quadro di software con supporto per la generazione di codice, un codice funzione per il calcolo dei KPI personalizzati ogni appartenente al set personalizzato KPI;
- c) in fase di runtime, chiedendo il calcolo di una data personalizzata KPI appartenente al set personalizzato KPI e
- d) in caso la richiesta di calcolo del punto (c) è valido (Y), in fase di esecuzione, l'esecuzione del codice funzione di calcolo della data personalizzato KPI.
Nell'invenzione, il quadro software può essere preferibilmente scelto dal gruppo costituito da:
- Microsoft.net quadro;
- Java framework.
L'invenzione proposta consente il calcolo di indicatori KPI personalizzati definiti con ridotte sforzi computazionali.
Inoltre, forme di realizzazione dell'invenzione proposta consentono, in fase di progettazione, di definire formule complesse per gli indicatori KPI personalizzati, limitando gli sforzi software developer.
Ad esempio, il confronto degli operatori e la composizione dei KPI altre possono essere facilmente inclusi in definizioni KPI personalizzati.
Forme di realizzazione della presente invenzione consente la validazione efficace dei KPI personalizzati definiti con una segnalazione compilatore ricca che aiuta l'ingegnere di sistema per il controllo della formula e alla ricerca di errori, limitando gli sforzi software developer.
Forme di realizzazione della presente invenzione permettono con facilità di bug a prova di attuazione del vincolo di calcolo personalizzato, limitando gli sforzi software developer. Infatti, una volta che il codice personalizzato IPC è stato generato in fase di progettazione, l'applicazione può invocare l'affidabilità del codice compilatore.
L'invenzione richiede un numero limitato di passaggi di convalida in fase di runtime.
L'invenzione verrà ora descritta in forme di realizzazione preferite ma non esclusive, con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- Figura 1a
- diagramma di flusso che illustra schematicamente un esempio di KPI passi la definizione, in fase di progettazione, in tipici sistemi MES (tecnica nota);
- Figura 1b
- diagramma di flusso che illustra schematicamente un esempio di passi di calcolo KPI, in fase di runtime, in tipici sistemi MES (tecnica nota);
- Figura 2a
- diagramma di flusso che illustra schematicamente un esempio di KPI fasi di definizione, in fase di progettazione, in una forma realizzativa esemplificativa secondo la presente invenzione;
- Figura 2b
- diagramma di flusso che illustra schematicamente un esempio di procedura di calcolo KPI, in fase di esecuzione, in una forma realizzativa esemplificativa secondo la presente invenzione.
La figura 2a mostra un diagramma di flusso schematico illustrante un esempio di KPI fasi di definizione, in fase di progettazione, in una forma realizzativa esemplificativa secondo la presente invenzione.
In fase di progettazione, al passo 201, un ingegnere di sistema definisce un set personalizzato di KPI basati sulla grammatica di una lingua specifica definizione o uno strumento di editing grafico.
L'ingegnere può definire ogni KPI nuova personalizzato specificando il nome KPI (eg MyKPI), le variabili utilizzata (ad esempio V1, V2) e la formula di calcolo (per esempio (V1 + V2) / 2).
Al passo 202, l'usanza KPI definizione è convalidato. Nel caso in cui l'usanza KPI definizione non è valido (N), si arriva a negare 202n passo.
Nel caso il costume KPI definizione è valida (Y), nella fase 203, una porzione di codice viene generato automaticamente, da un quadro con il supporto per la generazione del codice, secondo la formula personalizzato definito. In questo contesto, dal punto di vista sistema MES, il sistema MES stesso è in fase di progettazione mentre dal punto personalizzata modulo applicativo KPI di vista, il modulo stesso è in fase di esecuzione.
La formula personalizzata viene tradotto in codice di programmazione dal quadro ed è controllato dal compilatore. Il rapporto fornisce al compilatore ingegnere di sistema le informazioni per la ricerca di sintassi possibili e gli errori semantici nella personalizzato definito KPI formula.
Ad esempio, per un personalizzato definito KPI formula (V1 + V2) / 2, il seguente porzione di codice funzione può essere generato:
MyKPIFunc float (float V1, V2 float) {return (V1 + V2) / 2;}
In forme di realizzazione della presente invenzione, i linguaggi di programmazione o quadri con il supporto per la generazione di codice runtime può essere quadro di programmazione compilato come Microsoft.NET o Java che includono la riflessione codice e caratteristiche di emissione.
Una volta che il quadro di programmazione ha generato il nuovo codice funzione personalizzata, nomina il nuovo modulo / procedura e lo collega alla personalizzato definito KPI e lo memorizza all'interno dell'applicazione in modo da poter essere utilizzato in fase di runtime.
La figura 2b mostra un diagramma di flusso schematico illustrante un esempio di procedura di calcolo KPI, in fase di esecuzione, in una forma realizzativa esemplificativa secondo la presente invenzione.
Al passo 211, in fase di runtime, il calcolo di un indicatore KPI dato è richiesta specificando il nome personalizzato KPI ed i valori delle variabili, ad esempio KPI: MyKPI, = 48 V1, V2 = 52. In forme di realizzazione della presente invenzione, la richiesta custom calcolo KPI può essere richiesto manualmente dell'utente finale o automaticamente dal sistema.
Al passo 212, la richiesta di calcolo personalizzato KPI viene convalidato. Nel caso in cui la richiesta di calcolo KPI non è valido (N), si arriva a negare 212n passo.
Nel caso in cui la richiesta è valida (Y), in passo 213, la procedura specifica generato in precedenza del KPI personalizzato viene richiamato per il calcolo del KPI personalizzato specifico.
Per l'esempio precedente, la funzione specifica KPI è invocata come segue:
float KPIresult = MyKPIfunc (48, 52);
Nella fase 214, il calcolo del personalizzato specifico KPI viene effettuata eseguendo il codice specifico funzione KPI con l'insieme di dati di input invocato.
Vantaggiosamente, l'usanza KPI calcolo implica la migliore esecuzione di un frammento di codice unico che è già codificato nel sistema software da quando è stato generato in precedenza in fase di progettazione.
