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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines industriellen
Systems, ein industrielles System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte
des erfindungsgemäßen Verfahrens
auszuführen.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Industrielle
Systeme im Sinne der Erfindung umfassen grundsätzlich alle denkbaren Bereiche
des Maschinen- und
Anlagenbaus. Insbesondere umfassen Sie Herstellungs- und Fertigungsanlagen
sowie Anlagen des Sondermaschinenbaus, wie etwa Verpackungs- oder
Abfüllanlagen,
insbesondere zum Abfüllen
von Getränken
in Flaschen.
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Im
Folgenden wird beispielhaft lediglich auf Abfüllanlagen als industrielles
System eingegangen, darüber
hinaus ist die vorliegende Erfindung jedoch auch auf alle anderen
Arten von industriellen Systemen anwendbar.
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Industrielle
Systeme, insbesondere Abfüllanlagen,
sind in sogenannten Linien gruppiert, wobei jede Linie ein bestimmtes
Endprodukt herstellt, beispielsweise eine mit einem bestimmten Getränk befüllte bestimmte
Flaschengröße.
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Innerhalb
eines industriellen Systems können
mehrere Linien vorgesehen sein, die parallel betrieben werden.
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Jede
Linie wiederum umfasst in der Regel mehrere Maschinen, wobei auf
jeder Maschine ein bestimmter Arbeitsschritt auf dem Weg zur Herstellung
des Endprodukts ausgeführt
wird. Bei diesen Schritten kann es sich beispielsweise um das Anordnen,
Waschen, Transportieren, Befüllen,
Verschließen
oder Etikettieren von Flaschen handeln.
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Jede
Maschine wiederum weist in der Regel mehrere Komponenten auf, die
zusammenwirken, um den jeweiligen Arbeitsschritt der Maschine auszuführen.
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Im
Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, die Herstellung
der Endprodukte zu überwachen
und zu steuern. Dafür
sind an jeder Maschine Bedieneinrichtungen vorgesehen, über die
der Betriebszustand der jeweiligen Maschine überwacht und die Maschine gesteuert
werden kann.
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In
der Regel ist daher für
jede Maschine eine Bedienperson nötig, die den Betrieb der Maschine überwacht
und Eingaben an die Maschinen vornimmt.
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Ein
zentrales Element bei der Überwachung bzw.
dem Betrieb einer Maschine ist, auftretende Fehler schnellstmöglich zu
erkennen und klassifizieren zu können.
Da die Funktionsfähigkeit
einer gesamten Linie nur dann ge geben ist, wenn sämtliche Maschinen
der Linie arbeiten, bedeutet ein Anhalten nur einer einzigen Maschine,
dass die gesamte Linie nicht mehr arbeiten kann.
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Auch
kann es bei kritischen Fehlern zu einer Beschädigung einer Maschine kommen.
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Es
wird somit gewünscht,
auftretende Fehler in einer Maschine möglichst schnell erkennen, klassifizieren
und beheben zu können.
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Im
Stand der Technik ist in der Regel vorgesehen, dass an jeder Maschine
ein Warnelement, beispielsweise eine rundum leuchtende Lampe angebracht
ist, die im Falle eines Fehlers Warnhinweise ausgibt. Eine an dieser
Maschine oder in der Nähe befindliche
Person hat dann zu der Maschine zu eilen, den Fehler zu klassifizieren
und eine entsprechende Entscheidung zu treffen, wie weiter zu verfahren
ist.
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Hierbei
entsteht jedoch der Nachteil, dass viele Bedienpersonen notwendig
sind, um eine effiziente Überwachung
und Steuerung einer und insbesondere mehrerer Linien bereitzustellen.
Ansonsten kann dies dazu führen,
dass aufgrund der häufig
weiten zurückzulegenden
Strecken innerhalb eines industriellen Systems viel Zeit vergeht,
bevor überhaupt
mit der Klassifizierung eines Fehlers begonnen werden kann. Des
weiteren weisen die Bedienpersonen verschiedener Maschinen in der
Regel unterschiedliche Qualifizierungen auf, so dass der Fall eintreten
kann, dass eine Bedienperson einen Fehler zur klassifizieren hat,
der nicht ihrer individuellen Qualifizierung entspricht.
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Des
weiteren findet keine Abstimmung darüber statt, welche Bedienperson
sich eines auftretenden Fehlers anzunehmen hat. In der Regel begeben sich
sämtliche
Bedienpersonen, die einen Warnhinweis wahrnehmen zu der entsprechenden
Maschine, so dass stets eine Überversorgung
eintritt.
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Selbst
wenn sich nur eine Bedienperson zu einer entsprechenden fehlerhaften
Maschine begibt und den Fehler klassifizieren kann, fehlen ihr häufig die
entsprechenden Fähigkeiten
und das entsprechende Werkzeug, um den Fehler zu beheben. Darüber hinaus
fehlen der Bedienperson häufig
die Kompetenzen, überhaupt
eine Entscheidung über
das weitere Vorgehen treffen zu dürfen, so dass zunächst eine
Abstimmung mit übergeordneten
Stellen zu erfolgen hat, bevor beispielsweise die Produktion einer Linie
gestoppt wird.
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Häufig kommt
es bei der Abstimmung zwischen den Bedienpersonen bzw. den übergeordneten
Stellen zudem zu Missverständnissen,
da nicht allen Personen dieselben Informationen in derselben Qualität zur Verfügung stehen.
Es besteht somit ein Bedarf an einem Verfahren zum Betrieb eines
industriellen Systems, das einen effizienteren Betrieb des Systems
ermöglicht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demgegenüber wird
erfindungsgemäß ein Verfahren
zum Betrieb eines industriellen Systems nach Anspruch 1, ein industrielles
System nach Anspruch 12 und ein Computerprogramm nach Anspruch 14
bereitgestellt.
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Das
Verfahren zum Betrieb eines industriellen Systems, wobei das System
mindestens eine Linie umfasst, wobei jede Linie mindestens eine
Maschine umfasst und wobei jede Maschine mindestens eine Komponente
umfasst, weist die Schritte des Erfassens von Zustandsdaten von
jeder Komponente, von jeder Maschine und jeder Linie, des Übermittels der
Zustandsdaten an mindestens eine Benutzereinheit und das Darstellen
der Zustandsdaten mittels der mindestens einen Benutzereinheit auf.
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Während bisher
die Zustandsdaten einer Maschine lediglich maschinenweit erfasst
und auf einer spezifischen, der entsprechenden Maschine zugeordneten
Benutzereinheit dargestellt werden, sieht das erfindungsgemäße Verfahren
vor, die Zustandsdaten linienweit, bzw. bei mehreren Linien systemweit,
zu erfassen und an mindestes eine, vorzugsweise mehrere oder sogar
alle Benutzereinheiten zu übermitteln.
Dadurch wird ein ortsunabhängiger
Zugang zu den Zustandsdaten sämtlicher
Linien, Maschinen und Komponenten ermöglicht, was die Grundlage für ein schnelles Überwachen
und Entscheiden durch Bedienpersonen bildet.
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Grundsätzlich ist
vorgesehen, umfassende Zustandsdaten zu Linien, Maschinen und Komponenten
bereitzustellen.
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Um
die Navigation innerhalb dieser Fülle von Zustandsdaten zu vereinfachen,
ist vorgesehen, die Zustandsdaten in einer Baumstruktur zu ordnen,
wobei die Zustandsdaten jeder Komponente der entsprechenden Maschine
zugeordnet sind, die die jeweilige Komponente umfasst, und die Zustandsdaten jeder
Maschine der entsprechenden Linie zugeordnet sind, die die jeweilige
Maschine umfasst, und die Zustandsdaten jeder Linie nebengeordnet
zu den Zustandsdaten jeder weiteren Linie sind.
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Alternativ
kann selbstverständlich
auch vorgesehen werden, die Zustandsdaten jeder Linie dem Gesamtsystem
zuzuordnen, das die Linien umfasst.
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Insgesamt
erfolgt die Navigation innerhalb der Baumstruktur somit auf drei
Ebenen. Ebene 1 bildet dabei die Linien-Ebene, Ebene 2 bildet
die der Linien-Ebene untergeordnete Maschinen-Ebene und Ebene 3 bildet
die der Maschinen-Ebene untergeordnete Komponenten-Ebene.
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Zunächst kann
somit vorgesehen sein, eine Navigation folgend der logischen Struktur
der Baumstruktur 3 bereitzustellen, d. h. bei Auswahl einer
Linie stellen sich dem Benutzer auf der untergeordneten Maschinen-Ebene
sämtliche
Maschinen der Linie dar und bei darauffolgendem Auswahl einer bestimmten
Maschine stellen sich dem Benutzer auf der Komponenten-Ebene sämtliche
Komponenten der ausgewählten
Maschine dar. Um die Navigation weiter zu vereinfachen, kann darüber hinaus
vorgesehen sein, dass der Benutzer innerhalb einer Ebene navigieren
kann, d. h. sich ”horizontal” innerhalb
der Baumstruktur bewegt.
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So
kann etwa vorgesehen sein, dass wenn ein Benutzer einen bestimmten
Zustandparameter einer Maschine ausgewählt hat, er horizontal zu der nächsten Maschine
der Linie springen kann und direkt der entsprechende Zustandsparameter
dieser nächsten
Maschine angezeigt wird, ohne dass er über die übergeordnete Linie-Ebene navigieren muss.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, die Zustandsdaten bestimmten Themengebieten
zuzuordnen und so zu gruppieren. Abhängig vom Themengebiet und der
Ebene der Baumstruktur, auf der sich der Benutzer innerhalb der
Dar stellung befindet, ergeben sich somit konkrete Zustandsdaten,
die dem Benutzer angezeigt werden.
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Beispielsweise
kann einem Themengebiet ”Übersicht” auf der
Linien-Ebene eine Übersicht über die
Maschinen der Linie mit einer Möglichkeit
der Auswahl einer Maschinen und somit ein Zugang zu der Maschinen-Ebene
bereitgestellt werden.
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Entsprechend
kann dann auf der Maschinen-Ebene eine Übersicht über die Komponenten der entsprechenden
Maschine mit der Möglichkeit
einer Auswahl einer spezifischen Komponente und somit ein Zugang
zu der Komponenten-Ebene bereitgestellt werden.
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Des
weiteren kann ein Themengebiet ”Programme” vorgesehen
sein. Unter einem Programm ist entsprechend ein automatisierter
Ablauf von Arbeitsschritten einer Maschine bzw. einer Komponente
zu verstehen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren den weiteren Schritt
des Empfangens von Eingabedaten für eine bestimmte Komponente,
eine bestimmte Maschine oder eine bestimmte Linie von jeder Benutzereinheit und
den Schritt des Übermittelns
der Eingabedaten an die jeweilige bestimmte Komponente, die jeweilige
bestimmte Maschine oder die jeweilige bestimmte Linie aufweist.
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Auf
diese Weise wird nicht nur eine Möglichkeit der Überwachung
der gesamten Linie bzw. sämtlicher
Linien jeder Benutzereinheit bereitgestellt, sondern auch die Möglichkeit
vorgesehen, von jeder Benutzereinheit aus jede Linie, Maschine oder
Komponente zu steuern.
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So
kann etwa unter dem Themengebiet ”Programme” auf Maschinen-Ebene eine
Programmanwahl und ein Schrittbild der einzelnen Arbeitschritte dargestellt
werden. Über
die Programmanwahl kann ein Benutzer dann Funktionen wie etwa eine
Leerfahrt, eine Testfahrt, das Ausleiten von Flaschen für Laborproben,
ein Ausblasen, ein Reinigen, eine Bewegung der Servoachsen, oder
eine Rückstellung der
Maschine in ihre Grundstellung bewirken. Auf der Komponenten-Ebene
wird dem Benutzer entsprechend ein Schrittbild der Komponenten mit
einer Programmanwahl der komponentenbezogenen Funktionen, wie etwa
ein Ausblasen oder Reinigen der Komponente bereitgestellt.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass einem Benutzer unter einem Themengebiet ”Parameter” auf der
Linien-Ebene grundlegende Parameter der Linie, wie etwa die Geschwindigkeit,
etwa des Laufbandes, dargestellt werden. Auf der Maschinen-Ebene
kann ebenfalls vorgesehen sein, dass Maschinenparameter wie etwa
die Geschwindigkeit angezeigt werden. Des weiteren kann auf der
Maschinen-Ebene vorgesehen sein, dass ein Benutzer die Maschinenleistung
direkt beeinflussen kann, etwa durch das Einstellen von Geschwindigkeitsstufen,
die bereits vorprogrammiert sein können. Auf der Komponenten-Ebene
kann ebenfalls vorgesehen sein, dass veränderbare Parameter und/oder
Sollwerte einer entsprechenden Komponente angezeigt und beeinflusst
werden können.
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Unter
einem Themengebiet ”Fließbild” kann auf
der Maschinen-Ebene vorgesehen sein, dass ein Fließbild der
entsprechenden Maschine dargestellt wird und auf der Komponenten-Ebene
kann ein die entsprechende Komponente betreffender Ausschnitt des
Maschinen-Fließbilds
dargestellt werden.
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Unter
einem Themengebiet ”Analogwerte” kann auf
der Maschinen-Ebene und der Komponenten-Ebene vorgesehen sein, dass
eine Übersicht über sämtliche
Analogwerte der Maschine bzw. der Dokumente dargestellt wird.
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Des
weiteren kann unter einem Themengebiet ”Nachrichten” vorgesehen
sein, dass auf der Linien-Ebene Nachrichten angezeigt werden, die
die entsprechende Linie betreffen. Entsprechend kann des weiteren
vorgesehen sein, dass auf der Maschinen-Ebene und auf der Komponenten-Ebene
Nachrichten angezeigt werden, die die entsprechende Maschine bzw.
Komponente betreffen.
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Unter
einem Themengebiet ”Sorte” kann vorgesehen
sein, dass einem Benutzer auf der Linien-Ebene eine Ansicht über das
momentan gefertigte Endprodukt bzw. bei der Linie einer Abfüllanlage des
momentan abgefüllten
Endprodukts dargestellt wird.
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Es
kann des weiteren vorgesehen sein, dass der Benutzer auf der Linien-Ebene
die gewünschte abzufüllende Sorte
einstellen kann, d. h. es kann ein Sortenmanagement bereitgestellt
sein.
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Auf
der Maschinen-Ebene kann vorgesehen sein, dass dort eine gerade
abgefüllte
Sorte angezeigt wird und die abzufüllende Sorte geändert bzw. eingestellt
werden kann. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Sorteneditor
ausgewählt
werden kann, in dem neue Sorten zur Auswahl auf der Maschinen-Ebene
und/oder auf der Linien-Ebene erstellt werden können. Es kann auch vorgesehen
sein, das eine Funktion zum Herunterladen von Sorten von einer weiteren
Recheneinheit möglich
ist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass sich ein Benutzer zum Verwenden einer
Benutzereinheit bei dieser anzumelden bzw. einzuloggen hat. Für jeden
Benutzer ist ein bestimmtes Profil abgelegt, das verschiedene Daten über den
Benutzer enthält.
Zu diesen Daten können
die Qualifikation des Benutzers, seine Position innerhalb des Unternehmens
und seine Kompetenzen abgelegt sein, die festlegen, inwieweit der
Benutzer auf die Linien, Maschinen und Komponenten einwirken kann.
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Entsprechend
kann vorgesehen sein, dass die Darstellung der Zustandsdaten abhängig von dem
Profil des Benutzers erfolgt, d. h. bereits eine automatisierte
Selektion bzw. Einschränkung
der dargestellten Zustandsdaten erfolgt. Des weiteren kann der Typ
der Eingabedaten profilabhängig
eingeschränkt
sein, d. h. der Benutzer kann nur bestimmte Eingaben abhängig von
seiner spezifischen Kompetenz und Position vornehmen.
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Entsprechend
kann vorgesehen sein, dass unter einem Themengebiet ”Personen” auf der
Linien-Ebene eine Übersicht über alle
der entsprechenden Linie zugeordneten Personen angezeigt wird. Entsprechend
kann vorgesehen sein, dass auf der Maschinen-Ebene alle Personen
bzw. Benutzer angezeigt werden, die sich an einer Benutzereinheit
der Maschine eingeloggt haben oder durch sonstige Zuweisung der
Maschine zugeordnet sind.
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In
einem Themengebiet ”Wartung/Service” kann auf
der Linien-Ebene eine Übersicht über vorzunehmende
bzw. mögliche
Wartungshandlungen gegeben werden bzw. eine Historie der bereits
vorgenommenen Wartungshandlungen abgerufen werden. Auch auf der
Maschinen-Ebene kann eine Wartungshistorie abrufbar sein oder aber
auch vorbestimmte Wartungs intervalle, allgemeine technische Daten
der Maschine oder ähnliches.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Eingabemöglichkeit vom Starten einer
Wartungsroutine der entsprechenden Maschine gegeben ist.
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Es
kann des weiteren vorgesehen sein, dass die Benutzereinheiten untereinander
kommunizieren können.
Selbstverständlich
kann auch vorgesehen sein, dass mittels einer Benutzereinheit Kontakt
zu externen Stellen bzw. Firmen entweder über das Internet oder über herkömmliche
Telefonverbindungen aufgenommen werden kann.
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So
kann dann auf der Maschinen-Ebene unter dem Themengebiet ”Wartung/Service” direkt
die Möglichkeit
vorgesehen sein, Kontakt zu einem bestimmten Serviceteam oder einem
bestimmten externen Unternehmen aufzunehmen und dieses zur Wartung
der entsprechenden Maschine anzuweisen.
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Auf
der Komponenten-Ebene kann unter dem Themengebiet ”Wartung/Service” ebenfalls
vorgesehen sein, technische Spezifikationen bzw. Daten eines entsprechenden
Aggregats abzurufen, ebenso wie die Wartungshistorie und vorgesehene
Wartungsintervalle. Des weiteren können Informationen und Bestellmöglichkeiten
für Ersatzteile
der entsprechenden Komponente dargestellt werden.
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Außerdem kann
unter einem Themengebiet ”Fehler” auf der
Linien-Ebene eine Übersicht über aktuell
vorhandene Fehler bzw. eine Historie zurückliegender Fehlermeldungen
abrufbar sein. Auf der Maschinen-Ebene kann ebenfalls ein Zugang
zu einer Historie der Fehlermeldungen abrufbar sein. Des weiteren
kann vorgesehen sein, dass ein Grundriss der entsprechenden Maschine
abrufbar ist. Selbstverständlich
kann auch vorgesehen sein, die Fehlerursache für den Fehler bei der entsprechenden
Maschine anzuzeigen sowie direkt die Möglichkeit gegeben sein, andere
Benutzer anzuweisen, die Behebung des Fehlers vorzunehmen. Für diese
wiederum kann vorgesehen sein, dass sie die Annahme des Fehlerbehebungsauftrags
mittels ihrer Benutzereinheit auf der Maschinen-Ebene quittieren können.
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Wie
bereits voranstehend ausgeführt
wurde, kann vorgesehen sein, dass einige dieser Anzeige bzw. Eingabemöglichkeiten,
insbesondere das Anweisen anderer Benutzer zur Fehlerbehebung, nur Benutzern
mit einem entsprechenden Profil zur Verfügung steht, beispielsweise
Benutzern mit einer entsprechender Position innerhalb der Hierarchie
des das gesamte System betreibenden Unternehmen.
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Auch
auf der Komponenten-Ebene kann in dem Themengebiet ”Fehler” vorgesehen
sein, dass die Fehlerursache angezeigt wird. Dabei kann ggf. vorgesehen
sein, dass gleichzeitig ein Foto, eine Abbildung oder eine Skizze
der fehlerbehafteten Komponente angezeigt wird. Auf der Komponenten-Ebene
kann selbstverständlich
vorgesehen sein, eine Historie der Fehlermeldungen wiederzugeben
und es kann auch die Möglichkeit
bereitgestellt sein, Anweisungen zur Fehlerbehebung zu geben bzw.
zu quittieren.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass bestimmte Fehlermeldungen nur
Benutzern mit einem bestimmten Profil dargestellt werden. So kann bereits
automatisch eine Einschränkung
dahingehend getroffen werden, dass Fehlermeldungen nur solche Benutzer
erreichen, für
die die Fehlermeldungen von Interesse bzw. relevant sind. In einer
Ausführungsform
ist die Anzeige von Fehlermeldungen so ausgestaltet, dass Fehlermeldungen
grundsätzlich unabhängig von
der momentanen Einschränkung
der Darstellungen dargestellt werden. So können dann auch Fehlermeldungen
einer Maschine dargestellt werden, selbst wenn momentan gerade eine
andere Maschine mittels der Benutzereinheit dargestellt wird oder
eine andere Linie oder eine nicht zu der fehlerbehafteten Maschine
gehörende
Komponente.
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Da
eventuell der Fall auftreten kann, dass mehrere Benutzer eine Eingabe
für dieselbe
Maschine, Linie oder Komponente treffen, um beispielsweise auf eine
Fehlermeldung zu reagieren, kann vorgesehen sein, dass profilabhängig lediglich
die Eingabedaten eines einzigen Benutzers übermittelt werden. So kann
beispielsweise in dem Profil jedes Benutzers ein Wert für die Priorität seiner
Eingabedaten abgelegt sein und im Konfliktfall nur die Eingabedaten
des Benutzers mit dem höchsten
Prioritätswert übermittelt
werden.
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Des
weiteren kann grundsätzlich
vorgesehen sein, dass die Einschränkung der Darstellung der Zustandsdaten
und auch der Eingabedaten automatisch abhängig von der räumlichen
Position der jeweiligen Benutzereinheit relativ zu der mindestens
einen Linie, der mindestens einen Maschine und/oder der mindestens
einen Komponente erfolgt.
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Auf
diese Weise kann die Navigation innerhalb der Baumstruktur automatisiert
vorgenommen werden. Grundsätzlich
können
die Benutzereinheiten stationär
vorgesehen sein, es sind aber auch mobile Terminals vorgesehen.
Für die
mobilen Benutzereinheiten bzw. Terminals kann ein Drahtlosnetzwerk
in einem erfindungsgemäßen industriellen
System vorgesehen sein, über
das die Zustandsdaten bzw. die Eingabedaten übermittelt werden. Für das Drahtlosnetzwerk
kann ein WLAN-Netzwerk oder aber auch ein Bluetooth- Netzwerk oder jede
andere geeignete Datenübertragungsart
gewählt
werden.
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Die
räumliche
Anordnung der mindestens einen Linie, der mindestens einen Maschine
und der mindestens einen Komponente kann über feste Werte abgelegt sein
oder aber mittels geeigneter Sender über mehrere Empfänger innerhalb
des Drahtlosnetzwerk bestimmt werden. Grundsätzlich ist auch eine Positionsbestimmung
per GPS denkbar.
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Auf
gleich Weise erfolgt eine Positionsbestimmung der mobilen Benutzereinheiten.
Aus den jeweiligen Positionsdaten ist es dann möglich, die räumliche
Position der Linien, Maschinen und Komponenten mit der Position
der mobilen Benutzereinheit abzugleichen. Dieser Abgleich kann ggf.
auf einer weiteren externen Recheneinheit stattfinden.
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So
kann dann vorgesehen sein, dass auf einer Benutzereinheit immer
diejenige Linie, Maschine oder Komponente dargestellt wird, die
sich räumlich am
nächsten
zu der Benutzereinheit befindet. So kann beispielsweise vermieden
werden, dass ein Benutzer auf einem Wartungsrundgang ständig manuell die
Darstellung ändern
muss.
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Grundsätzlich kann
vorgesehen sein, dass die Benutzereinheit eine Einrichtung zum externen Darstellen
aufweist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in einer mobilen
Benutzereinheit ein Video-Beamer integriert ist, über den
die momentane Darstellung an eine Wand oder andere ebene Fläche projiziert
wird. Auf diese Weise könnten
mehrere Personen einfach die Darstellung auf der mobilen Benutzereinheit
betrachten.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass an einer mobilen Benutzereinheit
aber auch an einer stationären
Benutzereinheit die Navigation mittels Sprachwahl durchgeführt werden
kann.
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Außerdem kann
vorgesehen sein, dass mittels einer mobilen Benutzereinheit Fotos
etwa von einer beschädigten
Maschine oder Komponente gemacht und versendet werden können.
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Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass die mobile Benutzereinheit einen Barcodescanner oder
allgemein einen Scanner für
einen zweidimensionalen Code aufweist. An den Linien, Maschinen
und Komponenten können
dann entsprechende ein- oder zweidimensionale Codes angebracht sein,
so dass die Navigation innerhalb der Darstellung durch Scannen des
Codes mittels der mobilen Benutzereinheit erfolgt. Ferner können auch
RFID-basierte Markierungen mittels eines entsprechenden/geeigneten
Lese/Schreibsystems verwendet werden.
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Letztlich
kann vorgesehen sein, dass Bildschirmfotos von der Darstellung der
stationären
oder aber auch der mobilen Einheit angefertigt werden können.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln,
um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn
das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden
Recheneinheit, insbesondere in einem erfindungsgemäßen industriellen
System, ausgeführt
wird.
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Das
Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert
sein.
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Die
vorliegende Beschreibung deckt auch ein Computerprogrammprodukt
mit Programmcodemitteln ab, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert
sind, ist zum Durchführen
aller Schritte eines beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wenn
das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden
Recheneinheit, insbesondere in einem erfindungsgemäßen Steuergerät, ausgeführt wird.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 zeigt
eine abstrahierte Darstellung eines industriellen Systems.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm, das die Navigation innerhalb der Darstellung
des industriellen Systems in 1 veranschaulicht.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm, das die Darstellung einer Fehlermeldung veranschaulicht.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm, das ausgeführt
werden kann, wenn sich eine mobile Benutzereinheit einer stationären Benutzereinheit
nähert.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm, das die Kontrollübernahme über eine Linie, Maschine oder
Komponente veranschaulicht.
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Ausführliche Beschreibung
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1 zeigt
abstrahiert die Verknüpfungen innerhalb
einer Darstellung eines industriellen Systems. Das industrielle
System weist in der in 1 dargestellten Ausführungsform
vier Linien 1, 2, 3, 4 auf.
Die Linie 1 wiederum umfasst vier Maschinen 10, 12, 14, 16.
Etwa kann es sich bei der Linie 1 um eine Linie zum Abfüllen von
Getränken
in Flaschen handeln, wobei jede Maschine einen entsprechenden Arbeitsschritt
innerhalb der Linie ausführt,
etwa das Waschen und Ordnen der Flaschen, das Befüllen, das
Verschließen
der Flaschen und das Etikettieren der Flaschen.
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Die
Maschine 10 wiederum umfasst vier Komponenten 110, 112, 114, 116.
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Selbstverständlich umfassen
auch die Linien 2, 3, 4 und die Maschinen 12, 14, 16 jeweils
mehrere Maschinen bzw. Komponenten, diese sind aus Übersichtsgründen jedoch
nicht dargestellt.
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Die
Darstellung ist in einer Baumstruktur der Zustandsdaten geordnet.
Erfindungsgemäß werden zudem
nicht nur die Zustandsdaten für
eine bestimmte Maschine dargestellt, sondern vielmehr die Zustandsdaten
sämtlicher
Maschinen aller Linien dargestellt. Somit ist es möglich, innerhalb
der Darstellung zwischen den jeweiligen Linien 1, 2, 3, 4 zu wechseln
und innerhalb der Linien 1, 2, 3, 4 zu
navigieren. Auf diese Weise sind auf einer Benutzereinheit sämtliche
Daten des industriellen Systems abrufbar.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine mögliche
Navigation innerhalb der Darstellung veranschaulicht.
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Ausgehend
vom Startpunkt A wird zunächst eine
Linie 1 ausgewählt.
Grundsätzlich
ist selbstverständlich
möglich
auch eine der anderen Linien 2, 3, 4 auszuwählen und
innerhalb einer Linien-Ebene zwischen den verschiedenen Linien zu
springen.
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Innerhalb
der Linie 1 besteht die Möglichkeit in einem Schritt 301 eine
spezifische Maschine der Linie 1 auszuwählen. Findet keine Auswahl
statt, verbleibt die Darstellung unverändert, findet eine Auswahl
statt, z. B. die der Maschine 10, wird die Darstellung
auf die Maschine 10 eingeschränkt.
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Hier
besteht nun die Möglichkeit,
in einem Schritt 302 eine Komponente der Maschine 10 auszuwählen. Findet
keine solche Auswahl statt, kann in einem Schritt 303 eine
andere Maschine ausgewählt werden.
Auf diese Weise ist es auch möglich,
sich horizontal innerhalb der Maschinen-Ebene zu bewegen, ohne die
Navigation über
den Umweg der übergeordneten
Linien-Ebene auszuführen.
Wird eine an dere Maschine ausgewählt,
beginnt die Abfrage von Punkt B aus erneut.
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Wird
keine andere Maschine ausgewählt, besteht
die Möglichkeit,
in einem Schritt 304 zurück auf die übergeordnete Linien-Ebene zu
springen, woraufhin die Abfrage an Punkt A erneut beginnt.
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Wird
keine Auswahl getroffen, verbleibt die Darstellung unverändert. Die
Abfrage beginnt an Punkt B erneut.
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Wird
in Schritt 302 eine Komponente 110 ausgewählt, die
der Maschine 10 untergeordnet ist, springt die Darstellung
auf die Komponenten-Ebene.
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Grundsätzlich kann
hier eine andere Komponente in einem Schritt 305 ausgewählt werden,
so dass auch ein horizontales Bewegen auf der Komponenten-Ebene
möglich
ist, ohne einen Umweg über die
Maschinen-Ebene und die Linien-Ebene
nehmen zu müssen.
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Wird
keine Auswahl im Schritt 305 getroffen, kann in einem Schritt 306 zurück auf die
Maschinen-Ebene gesprungen werden. Wird diese Auswahl getroffen,
wird die Abfrage an Punkt B für
die jeweilige Maschine 10, die die Komponente 110 umfasst, fortgeführt.
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Wird
keine Auswahl in Schritt 306 getroffen, kann in Schritt 307 direkt
auf die Linien-Ebene zurück in
die Linie 1 gesprungen werden, die die Maschine 10 umfasst,
die die Komponente 110 umfasst. Die Abfrage wird dann an
Punkt A fortgesetzt.
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Wird
auch diese Auswahl nicht vorgenommen, wird die Abfrage an Punkt
C fortgesetzt und die Darstellung verbleibt unverändert.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm, das einen bevorzugten Umgang mit Fehlermeldungen
innerhalb der Darstellung veranschaulicht.
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Wird
eine Fehlermeldung am Punkt X in die Benutzereinheit eingegeben,
wird in Schritt 401 zunächst
bestimmt, ob die Fehlermeldung die momentan zur Darstellung ausgewählte Linie
betrifft. Ist die gewählte
Linie nicht betroffen, so wird nichts unternommen und die Abfrage
startet erneut.
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Selbstverständlich kann
in einer abgewandelten Ausführungsform
jedoch auch vorgesehen sein, dass anstatt die Fehlermeldung zu ignorieren, eine
Hervorhebung in der Darstellung erfolgt, dass eine andere Linie
von einer Fehlermeldung betroffen ist.
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Ist
die ausgewählte
Linie betroffen, wird in den Schritten 402, 403, 404, 405 und 406 bestimmt, ob
die Meldung ein aktuell ausgewähltes
Objekt, d. h. die aktuell ausgewählte
Maschine oder Komponente, betrifft oder aber ein untergeordnetes, übergeordnetes,
nebengeordnetes oder ein untergeordnetes Objekt eines nebengeordneten
Objekts betrifft.
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Daher
ist in der Darstellung eine Statuszeile vorgesehen, die die momentane
Position in der Baumstruktur der Darstellung verdeutlicht. Dabei wird
in der Statuszeile mittels eines Icons die momentan gewählte Linie,
mittels eines weiteren Icons die momentan gewählte Maschine und mittels eines dritten
Icons die momentan gewählte
Komponente dargestellt. Befindet man sich auf der Linien-Ebene ist
entsprechend ein Linienicon abgebildet. Wählt man nun eine bestimmt Maschine
aus, wird neben dem entsprechenden Linienicon ein Icon für die ausgewählte Maschine
angezeigt. Wählt
man nun noch eine Komponente aus, tritt ein drittes Icon hinzu,
das die ausgewählte
Komponente darstellt.
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Über diese
Icons ist eine Navigation innerhalb der Darstellung möglich. So
kann beispielsweise durch Auswählen
des entsprechenden Linienicons zurück in die Linien-Ebene gesprungen
werden. Es kann beispielweise vorgesehen sein, dass die Benutzereinheit
einen Touchscreen aufweist, der eine einfache Auswahl der Icons
ermöglicht.
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Nachdem
in den Schritten 402, 403, 404, 405 und 406 bestimmt
worden ist, welches Objekt, d. h. welche Maschine bzw. Komponente,
von der Fehlermeldung betroffen ist, erfolgt eine in entsprechende Hervorhebung
eines Icons in der Statuszeile entsprechenden Schritten 407, 408, 409, 410, 411 und 412. Wählt man
dann ein entsprechend vorgehobenes Icon an, ändert sich auch die entsprechende
Hervorhebung. Somit kann ein Benutzer lediglich den Hervorhebungen
bei seine Anwahl folgen, um innerhalb der Baumstruktur zu den mit
einer Fehlermeldung behafteten Objekt, d. h. Maschine oder Komponente,
zu gelangen.
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Der
Benutzer muss sich somit nicht selbst innerhalb der Baumstruktur
orientieren, was eine sichere Navigation, insbesondere in Stresssituationen, ermöglicht.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine mögliche
Lösung
für eine
Konfliktsituation darstellt, in der sich ein Benutzer mit einer
mobilen Benutzereinheit einer Maschine annähert, die zusätzlich eine
stationäre
Bedienungseinheit aufweist.
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Für eine stationäre Benutzereinheit
wird dabei auch der Begriff Panel verwendet.
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Nähert sich
ein Benutzer einer mobilen Benutzereinheit einer Maschine mit einem
Panel an, kann in einem Schritt 401 festgestellt werden,
ob bereits ein Benutzer das Panel zur Überwachung und Steuerung der
entsprechenden Maschine verwendet. Ist dies der Fall, ist vorgesehen,
dass keine Übernahme
des Panels und der Maschinenkontrollfunktionen erfolgt.
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Selbstverständlich kann
alternativ vorgesehen sein, dass die Benutzerprofile abgeglichen
werden und dem Benutzer, der im Rahmen seines Profils eine höhere Priorität eingeräumt ist,
die Kontrolle über
das Panel und die Maschine übergeben
wird.
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Ist
kein Benutzer am Panel eingeloggt, kann im Schritt 402 überprüft werden,
ob das Panel dauerhaft einer bestimmten Maschine zugeordnet ist.
Ist dies nicht der Fall, wird die momentane Darstellung der Mobilbenutzereinheit
auf dem Panel angezeigt. Der Benutzer kann so das Panel verwenden,
das in der Regel größere und
komfortablere Anzeige- und Bedienelemente aufweist.
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Ist
das Panel einer bestimmten Maschine fest zugeordnet, wird in einem
Schritt 403 überprüft, ob die
auf der mobilen Benutzereinheit momentan ausgewählte Maschine der fest zugeordneten
Maschine entspricht. Ist dies der Fall, wird die momentane Darstellung
der mobilen Benutzereinheit auf dem Panel angezeigt und der Benutzer
kann wie derum das Panel mit seinen komfortableren Bedienelementen
zur weiteren Bedienung verwenden. Ist dies nicht der Fall, wird
auf dem Panel eine Übersicht über die Maschine
angezeigt, die automatisch an das Profil des Benutzers angepasst
ist, so dass der Benutzer nur diejenigen Zustandsdaten abrufen kann
und Eingabedaten eingeben kann, die ihm über sein Profil zugewiesen
sind.
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Auf
diese Weise wird komfortabel eine automatisierte Bedienungsübernahme
von stationären Benutzereinheiten
realisiert, wenn sich ein Benutzer mit einer mobilen Benutzereinheit
innerhalb des industriellen Systems bewegt und er sich der stationären Benutzereinheit
annähert.
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ein Flussdiagramm, das eine Möglichkeit
veranschaulicht, wie mit dem Konfliktfall umgegangen werden kann,
in dem zwei Benutzer auf dasselbe Objekt, d. h. Komponente oder
Maschine, zugreifen wollen.
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Zunächst wird
festgestellt, dass mehrere Benutzer auf dieselbe Maschine bzw. Komponente
zugreifen wollen. Dabei liegt die Situation vor, dass ein erster
Benutzer mit einem ersten Benutzerprofil bereits auf die Maschine
bzw. Komponente zugreift und nun ein zweiter Benutzer mit einem
zweiten Profil ebenfalls auf die Maschine bzw. Komponente zugreifen
will.
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In
Schritt 501 wird festgestellt, ob es sich bei der Eingabe
des zweiten Benutzers um eine sicherheitskritische Funktion handelt,
beispielsweise das Stoppen einer Maschine aufgrund einer Fehlermeldung.
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Ist
dies nicht der Fall, wird ein Benutzerwechsel durchgeführt.
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Selbstverständlich kann
auch hier ergänzend
vorgesehen sein, dass der Benutzerwechsel trotz allem abhängig von
den Profilen des ersten Benutzers und des zweiten Benutzers abgelehnt
wird.
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Handelt
es sich um eine sicherheitskritische Funktion, so wird in einem
Schritt 502 festgestellt, welcher Benutzer eine höhere Berechtigung
bzw. Priorität
aufweist. Diese Werte sind in dem jeweiligen Benutzerprofil abgelegt.
Hat der zweite Benutzer eine niedrigere Berechtigung bzw. Priorität, wird
der Wechsel abgelehnt, und die Eingabe des zweiten Benutzers ignoriert.
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Weist
der zweite Benutzer eine höher
Berechtigung bzw. Priorität
auf, hat er als weitere Sicherheitsstufe in Schritt 503 zu
bestätigen,
dass er eine sicherheitskritische Eingabe ausführen will.
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Bestätigt er
dies nicht, wird kein Benutzerwechsel ausgeführt, und die Eingabe des zweiten Benutzers
wird ignoriert. Bestätigt
er auch diesen Sicherheitsschritt 503, wird der Benutzerwechsel
ausgeführt
und die Eingabe des zweiten Benutzers ausgeführt. Der zweite Benutzer ist
nun in die entsprechende Maschine eingeloggt und hat die alleinige Kontrolle über die
Maschine.
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Auf
diese Weise wird einfach sichergestellt, dass in einem sicherheitskritischen
Fall, insbesondere wenn mehrere Benutzer mit mobilen Benutzereinheiten
eine Fehlermeldung erhalten und diese beheben wollen, nur die Eingabe
des Benutzers mit der für diesen
Fall höchsten
Priorität
bzw. Berechtigung ausgeführt
wird.
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Sämtliche
voranstehenden Beispiele wurden für ein industrielles System
ausgeführt,
das die drei Ebenen Linie, Maschine und Komponente aufweist.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung auch für ein
industrielles System mit weniger oder mehr als drei Ebenen verwendbar.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auch auf andere Anwendungen
als Abfüllanlagen
für Getränke anwendbar.