專利名稱：用于控制制造設(shè)施的操作的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制制造設(shè)施的操作以在網(wǎng)頁應(yīng)用中使網(wǎng)頁會話保持存活的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
可以在現(xiàn)代制造過程的背景下考慮本發(fā)明。這些制造過程是高度自動化的并且可以被劃分成若干個階層。例如，在最高級別處，企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)發(fā)生，其可以被稱作商業(yè)層。在較低級別處，硬件實(shí)施和控制發(fā)生，其可以被稱作各種控制級別。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ISAS95定義了將商業(yè)層和控制層集成和連接在一起的中間層。該中間層被稱作制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)在功能之間的相互作用以及數(shù)據(jù)方面定義了 MES過程，其比如是生產(chǎn)建模、生產(chǎn)調(diào)度、資源管理、資源分配、分派、數(shù)據(jù)收集和獲取、質(zhì)量保證管理、維護(hù)管理、性能分析、糾正性調(diào)度、文檔控制、勞動力管理以及材料和生產(chǎn)跟蹤。在制造執(zhí)行系統(tǒng)的領(lǐng)域中，例如來自德國西門子公司的S1MAT1C IT產(chǎn)品的一大類產(chǎn)品可供用于解決多種技術(shù)任務(wù)。在此背景下，存在眾多IT解決方案來將接近于技術(shù)和/或邏輯過程的實(shí)際硬件連接到驅(qū)動該裝置的客戶端的應(yīng)用層。因此，開發(fā)了多種制造執(zhí)行系統(tǒng)來滿足面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)的所有需求以無縫地集成到全集成式自動化(TIA)中。例如，SIMATIC IT是TIA中的制造執(zhí)行系統(tǒng)，MSIMATIC PCS7是適合于與制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)作的過程控制系統(tǒng)。US2005/0159932表示了呈金字塔形式的制造過程的各個級別。在該表示中，金字塔的最高級別是ERP級別，而金字塔的最低級別是自動化/控制級別，其中，MES級別是鏈接級別。在自動化級別上通常使用與視覺化和過程控制系統(tǒng)(PCS)相結(jié)合的可編程邏輯控制器(PLC)。在生產(chǎn)和/或制造設(shè)施中使用的單獨(dú)的驅(qū)動器、致動器和傳感器與自動化級別的系統(tǒng)直接接觸。US2005/0159932還說明了 MES系統(tǒng)包含運(yùn)行時間系統(tǒng)(RTS)，用于提供所涉及的組件(子組件、模塊、任務(wù)、操作系統(tǒng)過程等)的基于時間的順序控制；以及工程系統(tǒng)(ES)，用于創(chuàng)建并編輯用于在運(yùn)行時間系統(tǒng)中執(zhí)行的程序?？刂圃O(shè)施的運(yùn)行時間系統(tǒng)(或者自動化系統(tǒng)或MES系統(tǒng)的運(yùn)行時間系統(tǒng))與技術(shù)過程之間的連接借助于輸入/輸出來實(shí)現(xiàn)。在工程系統(tǒng)中執(zhí)行控制設(shè)施的編程以及運(yùn)行時間系統(tǒng)的行為規(guī)范。工程系統(tǒng)包含用于對機(jī)器進(jìn)行配置、計(jì)劃和編程以及對技術(shù)過程進(jìn)行控制的工具。將在工程系統(tǒng)中創(chuàng)建的程序傳遞到目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時間系統(tǒng)RTS。在目標(biāo)系統(tǒng)上執(zhí)行由工程系統(tǒng)創(chuàng)建的控制程序或裝置規(guī)范例如以控制技術(shù)過程。目標(biāo)系統(tǒng)包括處理器、存儲設(shè)施和運(yùn)行時間系統(tǒng)。將ES創(chuàng)建的控制程序加載到目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時間系統(tǒng)上。經(jīng)由輸入和輸出來控制例如用于MES解決方案的作為基礎(chǔ)的技術(shù)過程。運(yùn)行時間系統(tǒng)經(jīng)由輸入和輸出影響致動器。技術(shù)過程通過如下方式作出反應(yīng)將傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)由輸入和輸出送回到運(yùn)行時間系統(tǒng)，以便在應(yīng)用中進(jìn)一步處理。用于裝置描述或者用于制造或組裝解決方案的元件(裝置零件，裝置組件，機(jī)器、閥等)在工程階段中與元信息鏈接或者物理地包含生產(chǎn)模型中的元信息。元信息可以是關(guān)于元件本身的信息(例如，誰正在使用元件？該元件與哪些其它元件相互作用？該元件不能與哪些其它元件并行地相互作用)。然而，元信息還可包括關(guān)于應(yīng)用、待實(shí)施的商業(yè)過程或整個裝置的知識。此類型的知識存在于工程階段中(功能規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范或其它裝置文檔中)并且簡單地需要被并入到元件中作為元信息。特別而言，標(biāo)記語言XML (可擴(kuò)展標(biāo)記語言)適合于描述元信息以及將其與元件鏈接。此外，客戶端需要實(shí)施其自己的軟件程序和應(yīng)用，為此，SIMATICIT 提供了使得用戶能夠定制SIMATICIT .軟件的客戶端應(yīng)用構(gòu)建器(CAB)工具。所有其它MES軟件解決方案可能還將包括允許用戶定制標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)MES軟件的用戶接口。在此具體背景下，特別而言且一般而言，由通過CAB工具并入到MES軟件中的網(wǎng)頁應(yīng)用來管理一大類數(shù)據(jù)相互作用和數(shù)據(jù)處理例程。為了執(zhí)行制造過程，因此有必要具有管理制造設(shè)施(工廠)的所有過程的生產(chǎn)計(jì)劃。使用對生產(chǎn)訂單的用戶請求、利用MES生產(chǎn)調(diào)度器組件來準(zhǔn)備主生產(chǎn)調(diào)度器(MPS)。MPS是用于生產(chǎn)、人員配備、存貨清單等的計(jì)劃，并且指示何時需要每種產(chǎn)品以及需要每種產(chǎn)品的數(shù)量。MPS量化重要過程、零件和其它資源以便優(yōu)化生產(chǎn)過程，從而識別瓶頸并且預(yù)期需要和成品。由于MPS驅(qū)動許多工廠活動，所以其準(zhǔn)確度和可行性顯著地影響工廠的盈利能力。在MPS之后，需要向工廠中的各個生產(chǎn)線和設(shè)備分配并執(zhí)行生產(chǎn)訂單以實(shí)現(xiàn)MPS。這種被稱作詳細(xì)調(diào)度的階段現(xiàn)在是與本發(fā)明相關(guān)的階段。工業(yè)場景中的詳細(xì)調(diào)度的目的是最小化生產(chǎn)時間和成本。當(dāng)最佳地管理自然資源如水和電時，其還具有環(huán)境保護(hù)的組件。詳細(xì)調(diào)度告訴生產(chǎn)設(shè)施要生產(chǎn)什么、何時、用哪個人員和在哪個設(shè)備上生產(chǎn)。在詳細(xì)調(diào)度期間，用戶(調(diào)度器/計(jì)劃器)加載在制造執(zhí)行系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度器環(huán)境中準(zhǔn)備調(diào)度計(jì)劃(例如以甘特圖(Gantt chart)形式顯示)所需要的所有數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶修改生產(chǎn)訂單計(jì)劃以優(yōu)化調(diào)度時，可能發(fā)生的是，另一用戶同時地修改其調(diào)度結(jié)果，從而招致由第二用戶作出的修改使由第一用戶所計(jì)劃的調(diào)度結(jié)果無效的風(fēng)險，這將通過一些例子來說明a)第一用戶準(zhǔn)備其調(diào)度計(jì)劃，且第二用戶調(diào)度如下生產(chǎn)訂單該生產(chǎn)訂單生產(chǎn)由第一用戶所管理的生產(chǎn)訂單用作輸入材料的材料。如果第二用戶修改其調(diào)度計(jì)劃，則第一用戶的調(diào)度計(jì)劃可能變得不可行，且第一用戶不得不盡快修改其調(diào)度計(jì)劃以避免生產(chǎn)中的問題。b )生產(chǎn)訂單在生產(chǎn)中由于相應(yīng)生產(chǎn)線的失調(diào)/失效而需要停止；所有用戶需要被盡快通知并立即審視該情況以便根據(jù)失調(diào)的嚴(yán)重性來修改其調(diào)度計(jì)劃。c)由于新的緊急的顧客請求而在系統(tǒng)中創(chuàng)建了新的生產(chǎn)訂單；所有用戶需要立即審視這些新的生產(chǎn)訂單以調(diào)整/修改其調(diào)度計(jì)劃。目前，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)通過使用了自動過程的應(yīng)用來管理這種通知和更新調(diào)度計(jì)劃的問題，該自動過程從MES的數(shù)據(jù)庫中周期性地檢索所有相關(guān)/敏感數(shù)據(jù)并使得該數(shù)據(jù)引起用戶的注意，比如以MMI/GU1、SMS消息等顯示該數(shù)據(jù)。遺憾的是，此過程具有相當(dāng)?shù)偷男阅埽驗(yàn)樵谠S多情形中數(shù)據(jù)不改變而是被傳輸由此占據(jù)MES的通信中樞中的帶寬。另一方面，如果用戶之一修改了不同的生產(chǎn)訂單，則需要向所有其它用戶通知此修改而不僅通知新近的改變。在其它方法中，更新操作由控制用戶完全人工地完成，具有傾向于延遲、故障和低能力的重大缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于控制制造設(shè)施的操作的系統(tǒng)和方法，其提供了調(diào)度生產(chǎn)過程方面的高度靈活性、同時僅需要有限量的帶寬來管理與實(shí)時調(diào)度相關(guān)的數(shù)據(jù)的傳遞。此目的是根據(jù)本發(fā)明、通過一種用于控制制造設(shè)施的操作的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，所述系統(tǒng)包括a)多個生產(chǎn)資源，所述生產(chǎn)資源根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度結(jié)果執(zhí)行生產(chǎn)過程；b)制造執(zhí)行系統(tǒng)，所述制造執(zhí)行系統(tǒng)在工程級別處包括生產(chǎn)建模器和生產(chǎn)調(diào)度器，所述生產(chǎn)建模器對所述生產(chǎn)資源及其生產(chǎn)依賴性和/或約束進(jìn)行建模，所述生產(chǎn)調(diào)度器根據(jù)待被執(zhí)行的生產(chǎn)訂單、由此使用所述生產(chǎn)建模器的數(shù)據(jù)模型來調(diào)度所述生產(chǎn)過程；c)至少一個人機(jī)接口和/或圖形用戶接口，這二者使得用戶能夠?qū)⑸a(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)輸入到所述制造執(zhí)行系統(tǒng)中并且當(dāng)調(diào)度所述生產(chǎn)過程時呈現(xiàn)與用戶相關(guān)的所有數(shù)據(jù)記錄以使得用戶的生產(chǎn)訂單被相應(yīng)地調(diào)度和執(zhí)行；d)生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫，所述生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫存儲所有生產(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)并且為負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶提供送往所述人機(jī)接口和/或圖形用戶接口的存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的預(yù)定義數(shù)據(jù)；其中，所述預(yù)定義數(shù)據(jù)是從存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)中確定出的敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類是實(shí)時調(diào)度所需要的；e)數(shù)據(jù)服務(wù)器過程，當(dāng)用戶修改了至少一部分所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類時，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程為用戶更新所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；其中，使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程能夠執(zhí)行事件列表隊(duì)列；所述事件列表隊(duì)列包括由所述數(shù)據(jù)庫發(fā)起的數(shù)據(jù)修改事件；使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程進(jìn)一步能夠i)在所述事件列表隊(duì)列中周期性地查找覆蓋所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)修改事件，ii)從所述數(shù)據(jù)庫中僅讀取所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類中的修改后的數(shù)據(jù)，以及iii)將修改后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合，其中，更新后的數(shù)據(jù)是所有用戶均可訪問的。關(guān)于方法，該目的是根據(jù)本發(fā)明、通過一種用于控制制造設(shè)施的操作的方法來實(shí)現(xiàn)的，該方法包括a)提供多個生產(chǎn)資源，所述生產(chǎn)資源根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度結(jié)果執(zhí)行生產(chǎn)過程；b)提供制造執(zhí)行系統(tǒng)，所述制造執(zhí)行系統(tǒng)在工程級別處包括生產(chǎn)建模器和生產(chǎn)調(diào)度器，所述生產(chǎn)建模器對所述生產(chǎn)資源及其生產(chǎn)依賴性和/或約束進(jìn)行建模，所述生產(chǎn)調(diào)度器根據(jù)待被執(zhí)行的生產(chǎn)訂單、由此使用所述生產(chǎn)建模器的數(shù)據(jù)模型來調(diào)度所述生產(chǎn)過 c)提供至少一個人機(jī)接口和/或圖形用戶接口，所述人機(jī)接口和/或圖形用戶接口使得用戶能夠?qū)⑸a(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)輸入到所述制造執(zhí)行系統(tǒng)中并且當(dāng)調(diào)度所述生產(chǎn)過程時顯示與用戶相關(guān)的所有數(shù)據(jù)以使得用戶的生產(chǎn)訂單被相應(yīng)地調(diào)度和執(zhí)
d)提供生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫，所述生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫存儲所有生產(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)并且為負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶提供送往所述人機(jī)接口和/或圖形用戶接口的存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的預(yù)定義數(shù)據(jù)；其中，所述預(yù)定義數(shù)據(jù)是從存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)中確定出的敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類是實(shí)時調(diào)度所需要的；e)提供數(shù)據(jù)服務(wù)器過程，當(dāng)用戶修改了至少一部分所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類時，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程為用戶更新所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；其中，使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程能夠執(zhí)行事件列表隊(duì)列；所述事件列表隊(duì)列包括由所述數(shù)據(jù)庫發(fā)起的數(shù)據(jù)修改事件；使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程進(jìn)一步能夠i)在所述事件列表隊(duì)列中周期性地查找覆蓋所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)修改事件，ii)從所述數(shù)據(jù)庫中僅讀取所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類中的修改后的數(shù)據(jù)，以及iii)將修改后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合，其中，更新后的數(shù)據(jù)是所有用戶均可訪問的。因此，該系統(tǒng)和方法具有如下主要優(yōu)點(diǎn)所有用戶都總是能夠查看更新后的數(shù)據(jù)并且相應(yīng)的應(yīng)用僅當(dāng)確實(shí)有必要時才讀取更新，由此將那些更新附加地限制于自上一次起已改變并且屬于預(yù)定義敏感數(shù)據(jù)的部分。該措施在相應(yīng)地控制生產(chǎn)時極大地最小化了生產(chǎn)建模器和生產(chǎn)調(diào)度器中的數(shù)據(jù)交換、由此減小了所消耗的帶寬并且增大了整個制造執(zhí)行系統(tǒng)的性能。因此，計(jì)劃和調(diào)度模塊的魯棒性也增大，這是因?yàn)樗胸?fù)責(zé)調(diào)度的用戶總是面對更新后的(最新近的)實(shí)時數(shù)據(jù)。為了滿足對實(shí)時更新的要求，該系統(tǒng)和方法有利地提供了數(shù)據(jù)輸入，其使得主用戶能夠定義用于在事件列表隊(duì)列中進(jìn)行查找的周期?？紤]到工廠中的延遲時間，用于查找的典型時間周期在幾秒一直到最多幾分鐘的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的背景下，敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類例如是與資源的使用、儲備的材料的量、待遞送或生產(chǎn)的材料的量、資源被維護(hù)或者由于其它原因而不具生產(chǎn)性時所處的時間間隔等相關(guān)的所有數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的優(yōu)選例子中，該方法和系統(tǒng)能夠以SQL服務(wù)器通知服務(wù)的形式實(shí)施，當(dāng)在數(shù)據(jù)庫中修改了觀察到的數(shù)據(jù)時，SQL服務(wù)器通知服務(wù)允許用戶應(yīng)用被通知。通知服務(wù)提供了用于基于相應(yīng)地反映在事件列表隊(duì)列中的個人訂閱來生成和格式化通知的易于使用的編程模型。利用微軟的ADO API，例如可以定義用于推斷何時在數(shù)據(jù)庫中改變了觀察到的敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的事件。還提供了本發(fā)明的更多優(yōu)選實(shí)施例。


下面參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖1是生產(chǎn)工廠環(huán)境中的制造執(zhí)行系統(tǒng)的一個實(shí)施例的示意性圖示，以及圖2是用于控制生產(chǎn)工廠中的操作的方法的基本工作流程的表示。
具體實(shí)施方式
圖1圖示了作為制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)工作的工廠控制系統(tǒng)2的示意性概覽。系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)2包括多個數(shù)據(jù)處理單元4、6、8、10，數(shù)據(jù)處理單元4、6、8、10運(yùn)行MES軟件來控制和/或監(jiān)視生產(chǎn)過程，其操作多個生產(chǎn)組件12至24。生產(chǎn)組件12至24可以是傳感器、致動器、電動機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、傳送帶、閥、泵、全套設(shè)備等。數(shù)據(jù)處理單元4至10是通常包括邏輯單元、計(jì)算裝置、存儲裝置、顯示裝置(人機(jī)接口麗I和/或圖形用戶接口 GUI)等的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)處理單元4至10連接在工廠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)以便在所需范圍內(nèi)交換數(shù)據(jù)。通常，此連接通過W-LAN或線纜承載的以太網(wǎng)連接來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理單元之一(下文中被稱作主控制臺4)執(zhí)行用于控制和監(jiān)視工廠的操作的MES軟件。主控制臺4在MES軟件內(nèi)包括生產(chǎn)建模器PM和生產(chǎn)調(diào)度器PS。使得該生產(chǎn)建模器PM能夠在由MES軟件幫助實(shí)現(xiàn)的全圖形環(huán)境內(nèi)定義商業(yè)邏輯BL。商業(yè)邏輯BL當(dāng)由生產(chǎn)建模器最終生成時包括生產(chǎn)過程的工廠模型以及全圖形環(huán)境中的生產(chǎn)組件12至24的相關(guān)操作過程。甚至為了創(chuàng)建商業(yè)邏輯BL，優(yōu)選地與ISA-95標(biāo)準(zhǔn)符合地在MES軟件內(nèi)使用高級圖形語言。主控制臺4進(jìn)一步包括生產(chǎn)調(diào)度器PS，當(dāng)在生產(chǎn)建模器PM中已對資源進(jìn)行了建模時，生產(chǎn)調(diào)度器PS使得用戶能夠關(guān)于資源12至24及其依賴性和/或約束定義生產(chǎn)過程的工作流程。生產(chǎn)調(diào)度器PS通常還在數(shù)據(jù)處理單元4至10中的一個或多個數(shù)據(jù)處理單元的顯示器上顯示生產(chǎn)操作的過程。通常將所顯示的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備為配合到實(shí)時甘特圖中，實(shí)時甘特圖示出了資源12至24在過去、當(dāng)前和未來的實(shí)質(zhì)操作和使用。主控制臺4在MES軟件內(nèi)進(jìn)一步包括客戶端應(yīng)用構(gòu)建器CAB，其能夠?yàn)榱烁鞣N目的而提供本地的基于網(wǎng)頁的圖形用戶接口。一個目的是生成交叉功能性圖形屏幕S，所述屏幕構(gòu)成作為展示客戶端PC、PC1至PC4的網(wǎng)絡(luò)2的一部分并且顯示數(shù)據(jù)D，數(shù)據(jù)D產(chǎn)生自生產(chǎn)組件12至24并且在需要時(即，當(dāng)產(chǎn)生自生產(chǎn)組件12至24之一的數(shù)據(jù)必須被進(jìn)一步處理或者與產(chǎn)生自其它生產(chǎn)組件的數(shù)據(jù)取平均時)由生產(chǎn)建模器PM根據(jù)商業(yè)邏輯BL來操縱。通常，SIMATIC ΓΓ 軟件 套件內(nèi)的客戶端應(yīng)用構(gòu)建器CAB提供CAB工程模塊，CAB工程模塊提供其中由用戶開發(fā)CAB應(yīng)用的Visual Studio. NET環(huán)境。此外，客戶端應(yīng)用構(gòu)建器CAB包括其中應(yīng)用戶的請求而執(zhí)行CAB應(yīng)用(用CAB工程環(huán)境開發(fā)出的CAB應(yīng)用)的CAB網(wǎng)頁服務(wù)器。此外，包括在客戶端應(yīng)用構(gòu)建器中的CAB服務(wù)器負(fù)責(zé)與各個SIMATIC丨Tk:數(shù)據(jù)源以及與客戶端側(cè)交換數(shù)據(jù)。最后的但不是最不重要的，客戶端應(yīng)用構(gòu)建器CAB包括CAB客戶端，CAB客戶端借助于網(wǎng)頁瀏覽器通常需要去往CAB網(wǎng)頁服務(wù)器的資源(例如，一組數(shù)據(jù)的顯示)。在CAB網(wǎng)頁服務(wù)器上，安裝了兩個網(wǎng)頁應(yīng)用，一方面是SIMATICIT 入口以及Simaticitr在制臺。這兩個應(yīng)用允許也包含在simaticft 軟件套件如生產(chǎn)建模器、生產(chǎn)調(diào)度器、生產(chǎn)追蹤器等中的組件的使用和視覺化。利用數(shù)據(jù)處理裝置4至10的人機(jī)接口和/或圖形用戶接口，使得用戶能夠?qū)⑸a(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)輸入到制造執(zhí)行系統(tǒng)MES中并且當(dāng)調(diào)度生產(chǎn)過程時通常以所顯示的形式接收與用戶相關(guān)的所有數(shù)據(jù)以使得用戶的生產(chǎn)訂單被相應(yīng)地調(diào)度和執(zhí)行。生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫DB存儲所有生產(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)，并且為負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶提供送往人機(jī)接口和/或圖形用戶接口的存儲在數(shù)據(jù)庫中的預(yù)定義數(shù)據(jù)。由此，進(jìn)一步使得用戶能夠定制預(yù)定義數(shù)據(jù)以便從存儲在數(shù)據(jù)庫DB中的數(shù)據(jù)中確定出敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類。在本發(fā)明的背景下，敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類例如是與資源的使用、儲備的材料的量、待遞送或生產(chǎn)的材料的量、資源被維護(hù)或者由于其它原因而不具生產(chǎn)性時所處的時間間隔等相關(guān)的所有數(shù)據(jù)。為了使實(shí)時調(diào)度被通知其它用戶已輸入到生產(chǎn)調(diào)度器中的調(diào)度決定，敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類是必需的。主控制臺4進(jìn)一步與數(shù)據(jù)服務(wù)器過程SP鏈接，當(dāng)用戶修改了至少一部分敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類時，數(shù)據(jù)服務(wù)器過程SP為用戶更新敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類。使得數(shù)據(jù)服務(wù)器過程SP能夠執(zhí)行事件列表隊(duì)列ELQ ;所述事件列表隊(duì)列ELQ包括由數(shù)據(jù)庫DB發(fā)起的數(shù)據(jù)修改事件。操作數(shù)據(jù)服務(wù)器過程SP以便i )在事件列表隊(duì)列EQL中周期性地查找覆蓋敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)修改事件，ii)從數(shù)據(jù)庫DB中僅讀取敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類中的修改后的數(shù)據(jù)，以及iii)將修改后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合，其中，更新后的數(shù)據(jù)是生產(chǎn)調(diào)度器PS的所有用戶均可訪問的。圖2圖示了當(dāng)控制生產(chǎn)工廠2的生產(chǎn)操作時根據(jù)本發(fā)明的工作流程中的主要步驟。當(dāng)用戶在其個人計(jì)算機(jī)PCl至PC4或者在數(shù)據(jù)處理裝置4至10之一上啟動生產(chǎn)調(diào)度器(應(yīng)用)SP時，該應(yīng)用從數(shù)據(jù)庫DB中加載所有有用數(shù)據(jù)(至少敏感數(shù)據(jù)和/或所有敏感數(shù)據(jù)類)，其中，對于敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類，激活SQL依賴性(SqlD印endency)以接收由服務(wù)器過程SP發(fā)起的相關(guān)數(shù)據(jù)改變事件，即SQL服務(wù)器過程。為了避免對于單個數(shù)據(jù)輸入的每次改變總是刷新向負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶顯示的所有數(shù)據(jù)，在專用的事件列表隊(duì)列ELQ中收集和添加從數(shù)據(jù)庫向服務(wù)器過程SP的事件列表隊(duì)列ELQ通知的所有數(shù)據(jù)更新(其中，需要將數(shù)據(jù)包括在敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類當(dāng)中)。以指定的時間間隔周期性地檢查事件列表隊(duì)列ELQ，如果發(fā)現(xiàn)敏感數(shù)據(jù)部分上存在更新，則用存儲在數(shù)據(jù)庫中并且正存在于觀察到的(敏感的)表格(其中新近修改后的數(shù)據(jù)從上次更新到當(dāng)前更新產(chǎn)生)中的值來更新初始讀取的數(shù)據(jù)。為了避免已被修改的數(shù)據(jù)在時間順序上的任何不匹配，在敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的表格中設(shè)置了時間戳欄。每當(dāng)記錄由于更新時間戳而改變時，生產(chǎn)調(diào)度器應(yīng)用也負(fù)責(zé)更新該時間戳欄值。時間戳本身通常必須以毫秒的精度存儲。此方式保證了向負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶顯示的數(shù)據(jù)總是正確的并且實(shí)時地反映調(diào)度過程。任何更新操作都確保限制于那些在事件列表隊(duì)列ELQ中發(fā)現(xiàn)敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的改變的事件。甚至在許多數(shù)據(jù)輸入已在短期內(nèi)改變的情況下，也可通過從數(shù)據(jù)庫DB中進(jìn)行僅一次讀取操作來執(zhí)行更新。圖2中所示的流程示了根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前過程的必
需步驟。在步驟SI中，任意用戶修改其經(jīng)調(diào)度的生產(chǎn)訂單。在步驟S2中，將該用戶輸入存儲在生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫DB中。在步驟S3中，生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫DB通知數(shù)據(jù)服務(wù)器過程SP數(shù)據(jù)已被用戶改變。在步驟S4中，數(shù)據(jù)服務(wù)器過程SP接收由生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫DB發(fā)起的數(shù)據(jù)改變事件的通知。將這些通知存儲到事件列表隊(duì)列ELQ中。在步驟S5中，生產(chǎn)調(diào)度器應(yīng)用周期性地檢查事件列表隊(duì)列ELQ并且從數(shù)據(jù)庫DB中僅讀取被分配給敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的插入的/修改的/刪除的數(shù)據(jù)行。讀取的數(shù)據(jù)隨后與現(xiàn)有的且未修改的數(shù)據(jù)融合以便生成完整的數(shù)據(jù)記錄，準(zhǔn)備傳送給負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶。在步驟S6中，向所有關(guān)聯(lián)的用戶示出更新后的數(shù)據(jù)記錄并且根據(jù)最新確認(rèn)的生產(chǎn)調(diào)度結(jié)果將生產(chǎn)過程在當(dāng)前持續(xù)到經(jīng)調(diào)度的操作。由于數(shù)據(jù)的可能修改，使得每個用戶能夠在實(shí)時模式下反映對該用戶的各個經(jīng)調(diào)度的生產(chǎn)操作的新近修改的結(jié)果。因此，上述系統(tǒng)和方法具有如下主要優(yōu)點(diǎn)所有用戶都總是能夠查看更新后的數(shù)據(jù)并且相應(yīng)的生產(chǎn)調(diào)度器應(yīng)用僅當(dāng)確實(shí)有必要時才讀取更新，由此將那些更新附加地限制于自上一次起已改變并且屬于預(yù)定義敏感數(shù)據(jù)的部分。該措施在相應(yīng)地控制生產(chǎn)時極大地最小化了生產(chǎn)建模器和生產(chǎn)調(diào)度器中的數(shù)據(jù)交換、由此減小了所消耗的帶寬并且增大了整個制造執(zhí)行系統(tǒng)的性能。因此，計(jì)劃和調(diào)度模塊的魯棒性也增大，這是因?yàn)樗胸?fù)責(zé)調(diào)度的用戶總是面對更新后的(最新近的)實(shí)時數(shù)據(jù)。 本發(fā)明的解決方案基于S丨!VIATIC it生產(chǎn)套件數(shù)據(jù)庫，其中僅考慮了生產(chǎn)訂單和生產(chǎn)訂單輸入數(shù)據(jù)庫。生產(chǎn)調(diào)度器應(yīng)用加載該數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)以兩個表格向用戶顯示。從簡單的例子中容易明白本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)?？紤]用戶從生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫16. 000中加載生產(chǎn)訂單的情況。生產(chǎn)調(diào)度器應(yīng)用以約300ms從生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫DB中讀取所有生產(chǎn)訂單，其中，該時間跨度僅反映用于從數(shù)據(jù)庫DB中加載數(shù)據(jù)的時間)?，F(xiàn)在另一用戶修改約200個現(xiàn)有的生產(chǎn)訂單(從當(dāng)前16. 000個待生產(chǎn)訂單量中)。生產(chǎn)調(diào)度器應(yīng)用在對200個修改后的生產(chǎn)訂單檢查了事件列表隊(duì)列之后加載，這需要約30ms，是用于加載所有現(xiàn)有訂單的完整數(shù)據(jù)的時間的十分之一。這個簡單的例子容易地證明了通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的性能的提聞。
權(quán)利要求
1.一種用于控制制造設(shè)施的操作的系統(tǒng)(2)，包括a)多個生產(chǎn)資源(12至24)，所述生產(chǎn)資源(12至24)根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度結(jié)果執(zhí)行生產(chǎn)過b)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，所述制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)在工程級別處包括生產(chǎn)建模器(PM)和生產(chǎn)調(diào)度器(PS)，所述生產(chǎn)建模器(PM)對所述生產(chǎn)資源(12至24)及其生產(chǎn)依賴性和/或約束進(jìn)行建模，所述生產(chǎn)調(diào)度器(PS)根據(jù)待被執(zhí)行的生產(chǎn)訂單、由此使用所述生產(chǎn)建模器(PM)的數(shù)據(jù)模型來調(diào)度所述生產(chǎn)過程；c)至少一個人機(jī)接口(麗I)和/或圖形用戶接口(⑶I)，所述人機(jī)接口(麗I)和/或圖形用戶接口(GUI)使得用戶能夠?qū)⑸a(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)輸入到所述制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)中并且當(dāng)調(diào)度所述生產(chǎn)過程時呈現(xiàn)與用戶相關(guān)的所有數(shù)據(jù)記錄以使得用戶的生產(chǎn)訂單被相應(yīng)地調(diào)度和執(zhí)行；d)生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫(DB)，所述生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫(DB)存儲所有生產(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)并且為負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶提供送往所述人機(jī)接口(MMI)和/或圖形用戶接口(GUI)的存儲在所述數(shù)據(jù)庫(DB)中的預(yù)定義數(shù)據(jù)；其中，所述預(yù)定義數(shù)據(jù)是從存儲在所述數(shù)據(jù)庫(DB)中的數(shù)據(jù)中確定出的敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類是實(shí)時調(diào)度所需要的；e)數(shù)據(jù)服務(wù)器過程(SP)，當(dāng)用戶修改了至少一部分所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類時，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程(SP)為用戶更新所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；其中，使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程(SP)能夠執(zhí)行事件列表隊(duì)列(ELQ);所述事件列表隊(duì)列(ELQ)包括由所述數(shù)據(jù)庫(DB)發(fā)起的數(shù)據(jù)修改事件；使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程(SP)進(jìn)一步能夠i)在所述事件列表隊(duì)列(ELQ)中周期性地查找覆蓋所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)修改事件，ii)從所述數(shù)據(jù)庫(DB)中僅讀取所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類中的修改后的數(shù)據(jù)，以及iii)將修改后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合，其中，更新后的數(shù)據(jù)是所有用戶均可訪問的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于在所述事件列表隊(duì)列中進(jìn)行查找的周期是用戶可定義的。
3.一種用于控制制造設(shè)施的操作的方法，包括a)提供多個生產(chǎn)資源，所述生產(chǎn)資源根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度結(jié)果執(zhí)行生產(chǎn)過程；b)提供制造執(zhí)行系統(tǒng)，所述制造執(zhí)行系統(tǒng)在工程級別處包括生產(chǎn)建模器和生產(chǎn)調(diào)度器，所述生產(chǎn)建模器對所述生產(chǎn)資源及其生產(chǎn)依賴性和/或約束進(jìn)行建模，所述生產(chǎn)調(diào)度器根據(jù)待被執(zhí)行的生產(chǎn)訂單、由此使用所述生產(chǎn)建模器的數(shù)據(jù)模型來調(diào)度所述生產(chǎn)過程；c)提供至少一個人機(jī)接口和/或圖形用戶接口，所述人機(jī)接口和/或圖形用戶接口使得用戶能夠?qū)⑸a(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)輸入到所述制造執(zhí)行系統(tǒng)中并且當(dāng)調(diào)度所述生產(chǎn)過程時顯示與用戶相關(guān)的所有數(shù)據(jù)以使得用戶的生產(chǎn)訂單被相應(yīng)地調(diào)度和執(zhí)行；d)提供生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫，所述生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫存儲所有生產(chǎn)訂單和/或生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)并且為負(fù)責(zé)調(diào)度的用戶提供送往所述人機(jī)接口和/或圖形用戶接口的存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的預(yù)定義數(shù)據(jù)；其中，所述預(yù)定義數(shù)據(jù)是從存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)中確定出的敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類是實(shí)時調(diào)度所需要的；e)提供數(shù)據(jù)服務(wù)器過程，當(dāng)用戶修改了至少一部分所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類時，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程為用戶更新所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類；其中，使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程能夠執(zhí)行事件列表隊(duì)列；所述事件列表隊(duì)列包括由所述數(shù)據(jù)庫發(fā)起的數(shù)據(jù)修改事件；使得所述數(shù)據(jù)服務(wù)器過程進(jìn)一步能夠i)在所述事件列表隊(duì)列中周期性地查找覆蓋所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)修改事件，ii)從所述數(shù)據(jù)庫中僅讀取所述敏感數(shù)據(jù)和/或敏感數(shù)據(jù)類中的修改后的數(shù)據(jù)，以及iii)將修改后的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合，其中，更新后的數(shù)據(jù)是所有用戶均可訪問的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，用于在所述事件列表隊(duì)列中進(jìn)行查找的周期是用戶定義的。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于控制制造設(shè)施的操作的系統(tǒng)(2)和方法(S1至S6)。系統(tǒng)(2)包括多個生產(chǎn)資源(12至24)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、至少一個人機(jī)接口(MMI)和/或圖形用戶接口(GUI)、生產(chǎn)調(diào)度器數(shù)據(jù)庫(DB)以及數(shù)據(jù)服務(wù)器過程(SP)。
文檔編號G06Q10/06GK103034920SQ20121027545
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月3日
發(fā)明者馬泰奧·真蒂萊 申請人:西門子公司