用于制造生產(chǎn)設(shè)備模型的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于制造生產(chǎn)設(shè)備模型的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法
[0001]導(dǎo)向本發(fā)明的工作是按照歐盟第七框架計(jì)劃RP7/2007-2013過(guò)程中的資助協(xié)議第228867號(hào)的要求。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于制造用于生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的模塊化構(gòu)建的生產(chǎn)設(shè)備的二維設(shè)備模型的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]為了制造特定的化學(xué)產(chǎn)品，需要提供具有單獨(dú)設(shè)計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設(shè)備，以能夠在各個(gè)過(guò)程分段中執(zhí)行各自程序上所需的過(guò)程步驟。如果不再想制造這種特定的產(chǎn)品，那么該生產(chǎn)設(shè)備通常就再次被拆除，以能夠在同一位置安裝具有單獨(dú)設(shè)計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu)的其它生產(chǎn)設(shè)備，其中利用該其它生產(chǎn)設(shè)備可以制造其它化學(xué)產(chǎn)品。生產(chǎn)設(shè)備的這種安裝和拆除是非常耗費(fèi)時(shí)間和成本的。因此存在對(duì)降低與不同化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的耗費(fèi)的持久需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種新型的設(shè)備概念，利用該設(shè)備概念相對(duì)于常規(guī)的措施能夠明顯降低與不同化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的耗費(fèi)。
[0005]該任務(wù)通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求1所述特征的一種生產(chǎn)設(shè)備而得到解決。優(yōu)選的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中加以說(shuō)明，所述從屬權(quán)利要求能夠分別單獨(dú)地或以相互間任意的組合來(lái)體現(xiàn)本發(fā)明的方面。
[0006]權(quán)利要求1推薦了一種用于制造用于生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的模塊化構(gòu)建的生產(chǎn)設(shè)備的二維設(shè)備模型的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，其中該生產(chǎn)設(shè)備具有至少兩個(gè)在生產(chǎn)技術(shù)上可相互連接的過(guò)程模塊和至少一個(gè)過(guò)程容器，所述過(guò)程模塊可按規(guī)定至少部分地安置在至少一個(gè)過(guò)程容器中，
-其中為每個(gè)過(guò)程容器生成該過(guò)程容器的基面以及至少部分圍繞該過(guò)程容器的可預(yù)給定大小的容器外圍的基面的共同的二維容器模型，
-其中為每個(gè)過(guò)程模塊都生成其基面的二維模塊模型，
-其中容器模型和模塊模型被劃分為相同大小的、優(yōu)選正方形的網(wǎng)格，
-其中給模塊模型的每個(gè)網(wǎng)格都分配與各自網(wǎng)格的占用有關(guān)的模塊特性，其中占用各自網(wǎng)格的是布置在各自過(guò)程模塊的對(duì)應(yīng)于該網(wǎng)格的基面片段上方的、各自過(guò)程模塊的功能裝置，布置在各自過(guò)程模塊的對(duì)應(yīng)于該網(wǎng)格的基面片段上方的、指派給該過(guò)程模塊的操作空間，或者是布置在各自過(guò)程模塊的對(duì)應(yīng)于該網(wǎng)格的基面片段上方的、該過(guò)程模塊的材料輸出，
-其中給該容器模型的每個(gè)網(wǎng)格都分配與具有模塊特性的各自網(wǎng)格的可占用性或者不可占用性有關(guān)的占用特性， -其中通過(guò)考慮模塊特性以及占用特性而把模塊模型布置在該容器模型中。
[0007]該生產(chǎn)設(shè)備也可以具有兩個(gè)或更多個(gè)在生產(chǎn)技術(shù)上可相互連接的過(guò)程容器。這些過(guò)程容器優(yōu)選可以整個(gè)是可轉(zhuǎn)移的單元，這些單元可以轉(zhuǎn)移到應(yīng)該組裝相應(yīng)構(gòu)造的生產(chǎn)設(shè)備的所期望的生產(chǎn)位置上，或者在結(jié)束所期望的生產(chǎn)之后可以從該位置轉(zhuǎn)移走。這實(shí)現(xiàn)了各個(gè)過(guò)程容器在不同生產(chǎn)位置上簡(jiǎn)單而降低生產(chǎn)成本的再利用。為此過(guò)程容器可以具有使得能夠?qū)崿F(xiàn)該過(guò)程容器的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)移的機(jī)殼，在該機(jī)殼中布置有適于執(zhí)行總過(guò)程或特定過(guò)程片段的過(guò)程模塊，并這些過(guò)程模塊在生產(chǎn)技術(shù)上相互連接。過(guò)程容器例如可以具有用于加熱、冷卻、混合、分離、壓力調(diào)節(jié)、送風(fēng)和/或排風(fēng)的功能，這些功能使得能夠執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)和調(diào)節(jié)反應(yīng)條件。另外，過(guò)程容器還可以設(shè)置用于獨(dú)立地執(zhí)行生產(chǎn)的總過(guò)程或者特定過(guò)程片段。獨(dú)立在此情況下意味著，借助該過(guò)程容器來(lái)執(zhí)行該過(guò)程片段，而不必為此由與該過(guò)程容器分離的裝置來(lái)進(jìn)行該過(guò)程片段或該過(guò)程片段一部分的控制和/或調(diào)節(jié)。
[0008]在生產(chǎn)位置上，可以把至少一個(gè)過(guò)程容器優(yōu)選通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的耦合而連接到固定安裝的通信網(wǎng)絡(luò)和/或供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上，利用該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)能夠給該過(guò)程容器供應(yīng)材料和/或能量和/或能夠把材料輸出到該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中，使得借助該過(guò)程容器能夠基本上自主地執(zhí)行至少一個(gè)化學(xué)間歇反應(yīng)和/或連續(xù)的生產(chǎn)。例如該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可以具有用于輸入壓縮空氣的壓縮空氣線路、用于輸入水的供水線路、用于輸入電能的電線路、用于輸入反應(yīng)物和/或輔助材料和/或用于輸出產(chǎn)品、副產(chǎn)品和/或廢料的材料線路、用于輸入冷量或用于輸出熱量的冷卻線路、和/或用于輸入熱量或用于輸出冷量的加熱線路。作為通信網(wǎng)絡(luò)考慮不同的有線或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)該通信網(wǎng)絡(luò)，連接到該通信網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程容器相互之間和/或與上級(jí)或下級(jí)裝置可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的信息交換。
[0009]在生產(chǎn)技術(shù)上可相互連接的過(guò)程模塊按規(guī)定至少部分地可布置在過(guò)程容器中。在根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備中，由每個(gè)過(guò)程容器的各個(gè)過(guò)程模塊組成的總布置在其空間位置需求以及其按規(guī)定布置所需的材料需求方面被降至最低，使得在過(guò)程容器中尤其可以布置最大數(shù)量的過(guò)程模塊，由此提高了用過(guò)程模塊來(lái)裝配過(guò)程容器的可變性。從而對(duì)利用過(guò)程容器所能執(zhí)行的過(guò)程或過(guò)程片段的可變性同樣如此。
[0010]容器模型以及模塊模型被劃分為相同大小的網(wǎng)格。這些網(wǎng)格優(yōu)選構(gòu)造為正方形的。替換地這些網(wǎng)格也可以構(gòu)造為圓形的。另外矩形或橢圓形的網(wǎng)格構(gòu)造也是可以的，但由此過(guò)程模塊相對(duì)于過(guò)程容器的可布置性與正方形或圓形的網(wǎng)格構(gòu)造相比是受限的。原則上另外也可以采用相互全等構(gòu)造的多邊形或卵形構(gòu)造的網(wǎng)格。
[0011]模塊特性和占用特性表示與各個(gè)過(guò)程模塊相對(duì)于彼此以及相對(duì)于過(guò)程容器的布置有關(guān)的邊界條件。從而在該生產(chǎn)設(shè)備中，把過(guò)程模塊的組成部分最佳地分配給容器基面及可預(yù)給定大小的容器外圍的基面的與該容器模型的網(wǎng)格相對(duì)應(yīng)的片段。
[0012]作為功能裝置例如考慮用于加熱、冷卻、混合、分離、壓力調(diào)節(jié)、送風(fēng)和/或排風(fēng)的裝備或考慮材料輸入。另外，功能裝置可以是可連接到本地供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的材料和/或能量的存儲(chǔ)器。
[0013]容器模型的占用特性?xún)?yōu)選從如下組中來(lái)選擇，該組至少包括特性“不可占用”、“只能由操作空間占用”、“只能由功能裝置占用”、“優(yōu)選不占用”、“優(yōu)選由操作空間占用”以及“優(yōu)選由功能裝置占用”。
[0014]根據(jù)有利的擴(kuò)展方案，給該容器模型的每個(gè)網(wǎng)格都分配特性“在容器之內(nèi)”或“在容器之外”之一。這表示在相對(duì)于該過(guò)程容器來(lái)布置過(guò)程模塊時(shí)的另一標(biāo)準(zhǔn)。如果該容器模型的一個(gè)網(wǎng)格具有特性“在容器之內(nèi)”，那么該網(wǎng)格就完全位于實(shí)際的過(guò)程容器的基面之內(nèi)。相反如果該容器模型的一個(gè)網(wǎng)格具有特性“在容器之外”，那么該網(wǎng)格就完全位于實(shí)際的過(guò)程容器的基面之外，但完全位于有限的、可預(yù)給定大小的實(shí)際外圍的基面之內(nèi)。過(guò)程模塊的、被分配了各自過(guò)程模塊的功能裝置的網(wǎng)格優(yōu)選被布置在該容器模型的具有特性“在容器內(nèi)部”的網(wǎng)格上。
[0015]根據(jù)另一有利的擴(kuò)展方案，給該容器模型的每個(gè)網(wǎng)格都分配絕對(duì)的、整數(shù)的坐標(biāo)對(duì)(xabs，yabs)，其中所基于的絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)被布置在該過(guò)程容器的基面之內(nèi)。由此該容器模型的網(wǎng)格可以以簡(jiǎn)單的方式和方法被個(gè)體化，這簡(jiǎn)化了向該容器模型的各個(gè)網(wǎng)格的特性分配。
[0016]有利地給模塊模型的每個(gè)網(wǎng)格分配整數(shù)的、相對(duì)的坐標(biāo)對(duì)(xral，yral)，其中所基于的相對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)被布置在過(guò)程模塊的基面之內(nèi)。由此模塊模型的網(wǎng)格也可以以簡(jiǎn)單的方式和方法被個(gè)體化，這簡(jiǎn)化了向各自模塊模型的各個(gè)網(wǎng)格的特性分配。
[0017]另外有利的是，給每個(gè)模塊模型都分配在該絕對(duì)坐標(biāo)系中的一個(gè)位置，該位置通過(guò)各自相對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)在該絕