專利名稱：用于調(diào)度制造過程的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對由企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)所規(guī)劃并由車間(shopfloor)的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的制造過程進(jìn)行調(diào)度的方法和系統(tǒng)，其中在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)中，提供生產(chǎn)調(diào)度 器以調(diào)度所述制造過程的任務(wù)。
背景技術(shù)：
如眾所周知的，用于對由企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)所規(guī)劃并由車間進(jìn)行生產(chǎn)的制造過 程進(jìn)行調(diào)度的方法提供制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，以用于調(diào)度并實(shí)施所調(diào)度的制造過程并控制 在工廠底層(plant floor)進(jìn)行的相應(yīng)生產(chǎn)步驟。特別地，企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)是包括硬件裝置和相應(yīng)的軟件應(yīng)用的系統(tǒng)，以用于 規(guī)劃企業(yè)的商業(yè)資源，企業(yè)的商業(yè)資源即物料供應(yīng)、人力資源管理、采購、訂單、利潤、財務(wù)、 庫存控制、客戶管理等等，而術(shù)語“車間”已被用于指示支持對在制造過程中所涉及的單個 機(jī)器進(jìn)行控制的系統(tǒng)，其中例如通過測量每個機(jī)器每小時所生產(chǎn)的部件的數(shù)量或者其運(yùn)行 參數(shù)、所生產(chǎn)的部件的質(zhì)量等等來進(jìn)行控制。如在圖1中所示意性表示的那樣，MES是在ERP上層與車間下層之間提供計算機(jī) 器和軟件工具1-n的中間層，所述軟件工具包括用于生產(chǎn)訂單管理的軟件工具1和用于生 產(chǎn)建模的軟件工具2，該用于生產(chǎn)訂單管理的軟件工具1從ERP接收生產(chǎn)請求，該用于生產(chǎn) 建模的軟件工具2支持選擇和管理在制造過程中要涉及的資源(即員工、機(jī)器和物料)的 階段，以便在所要求的時間約束內(nèi)實(shí)現(xiàn)所規(guī)劃的制造過程。因此，制造執(zhí)行系統(tǒng)需要對工廠設(shè)備進(jìn)行建模以便調(diào)度活動和控制活動。盡管關(guān) 注的是同一組機(jī)器，但調(diào)度活動具有不同的目標(biāo)并且可能需要不同的模型方法。在這方面， 詞匯“計劃”和“調(diào)度表”被作為同義詞使用，然而術(shù)語“規(guī)劃”還可以被意指為處理總體資 源和宏觀任務(wù)的更高層面活動，而“調(diào)度”被意指為考慮到個體資源和詳細(xì)活動的某種“更 詳細(xì)的規(guī)劃”。在任何情況下，規(guī)劃和調(diào)度二者都共享相同的甘特圖隱喻(metaphor)并且 可以使用類似的交互式圖形工具。到目前為止，術(shù)語“交互式調(diào)度”被用來描述借助某些幫助人類調(diào)度員構(gòu)造可行并 且可靠的生產(chǎn)計劃的交互式工具來為工廠、廠房或者生產(chǎn)場所構(gòu)建生產(chǎn)調(diào)度表的過程。要 調(diào)度的生產(chǎn)操作通過在已知的時間量內(nèi)使工廠的一個或多個資源(例如機(jī)器、物料、員工) 保持忙碌的任務(wù)來表示。在生產(chǎn)調(diào)度的早期，使用大的白板。當(dāng)前，使用基于交互式甘特圖的隱喻的基于計 算機(jī)的圖形工具(對照圖2)。通常，這樣的工具賦予用戶借助指點(diǎn)裝置(鼠標(biāo)、軌跡球或者 觸摸屏)使表示任務(wù)的圖形對象在屏幕上移動的能力，其中這些任務(wù)是生產(chǎn)調(diào)度表的一部 分。有可能使該生產(chǎn)調(diào)度表通過計算機(jī)算法被自動構(gòu)建，但即使在這種情況下，人類調(diào)度員 最終也想要如下能力在甘特圖上以圖形形式顯示所得到的計劃并且交互式地執(zhí)行對該計 算機(jī)生成的調(diào)度表的某些改變。對生產(chǎn)調(diào)度表進(jìn)行人工干預(yù)是相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。即使可以用簡單動作(如指點(diǎn)、點(diǎn)擊和移動)來交互式執(zhí)行的各個改變是明確的，這些改變對所得到的調(diào)度表的影響也可 能是廣泛的并且難以概述。因而，由于如下幾個原因而可能難以獲得產(chǎn)生合理并可行的調(diào) 度表這一目標(biāo)生產(chǎn)任務(wù)可能受到優(yōu)先關(guān)系或者受到資源的有限可用性的約束。通常，只能 在可用機(jī)器(或者更一般地，資源)的受限子集上調(diào)度每個任務(wù)。該子集可以針對每個不 同的任務(wù)而改變生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫被用于為每個不同種類的生產(chǎn)操作并且為每個不同的產(chǎn)品存 儲在每個單個任務(wù)中所涉及的資源(諸如物料、設(shè)備和人員)的詳細(xì)情況。在某些情況下， 特別是在被包括在生產(chǎn)調(diào)度表中的任務(wù)的數(shù)量比較高時，這種復(fù)雜性可能令人困惑并且對 于操作員來說難以管理。另外，所有現(xiàn)有的基于甘特圖范例(paradigm)的圖形工具將其主要關(guān)注點(diǎn)放在 所調(diào)度的實(shí)體上，所調(diào)度的實(shí)體是表示與生產(chǎn)訂單有關(guān)的活動的各個任務(wù)。這種方式不 能很好地適應(yīng)如下這些情況，在這些情況中用戶更關(guān)心設(shè)備工作負(fù)荷而不是生產(chǎn)訂單的狀 態(tài)用戶必須總是在甘特圖上移動各個任務(wù)，以便保證某個機(jī)器的負(fù)荷是適當(dāng)?shù)?，但是由?將注意力從一個任務(wù)轉(zhuǎn)移到另一任務(wù)，可能喪失對設(shè)備效率的關(guān)注。創(chuàng)建詳細(xì)的生產(chǎn)調(diào)度表的普通方法是使用“交互式機(jī)器甘特圖”這是基于計算機(jī) 的圖形用戶界面(圖2)，其中甘特圖的每條線都表示特定設(shè)備的時間線，并且在這些線中 的每條線上所顯示的圖形對象序列表示每個機(jī)器隨著時間的推移將要執(zhí)行哪些任務(wù)。這些 任務(wù)可以通過某種自動調(diào)度算法被指派給甘特圖上的機(jī)器，或者可以由用戶本身手動地每 次設(shè)置一項任務(wù)。用戶具有交互式地使這樣的任務(wù)在甘特圖上水平地(即在時間上改變這些任務(wù) 的位置)或者垂直地(即將任務(wù)指派給不同的設(shè)備)移動的能力。為了減輕在每次改變之 后對是否產(chǎn)生了某些不可行的操作進(jìn)行驗證的負(fù)擔(dān)，某些圖形工具可以在該動作中幫助人 類調(diào)度員。例如可以使用顏色來突顯涉及該任務(wù)的特別狀況(準(zhǔn)時的任務(wù)可以被著上綠 色、延遲的任務(wù)可以被著上紅色、灰色區(qū)域可以表示設(shè)備停機(jī)時期)或者圖標(biāo)可以示出特 定約束(例如，必須被固定在某個特定位置的任務(wù))的存在。如果使計算機(jī)用戶界面的圖形性能發(fā)揮杠桿作用，則有可能在每次人機(jī)交互期 間指導(dǎo)用戶的移動對此的實(shí)例在如下的交互式甘特圖中實(shí)現(xiàn)，該甘特圖是Siemens SimaticIT Predictive DetailedScheduler Interactive Solution(預(yù)測性詳細(xì)調(diào)度器 交互式解決方案)(見圖3)的一部分。每當(dāng)用戶開始在交互式甘特圖上移動任務(wù)時，便顯 示黃色區(qū)域以突顯該特定任務(wù)可以被設(shè)置在哪里系統(tǒng)自動地檢查對于這樣的任務(wù)的定時 約束并且查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫以獲得設(shè)備子集，其中在該設(shè)備子集上可以調(diào)度該特定任務(wù)。接 下來使用該信息來指導(dǎo)用戶，實(shí)際上遵循所突顯的區(qū)域，該用戶能夠在生產(chǎn)調(diào)度表上快速 地認(rèn)出對于這樣的任務(wù)來說可行的位置。這是一種在生產(chǎn)計劃的構(gòu)造方面極大地協(xié)助用戶的工具，但在某些情況下，該工具具有缺點(diǎn)、即用戶必須關(guān)注要被移動的任務(wù)他/她必須首先選擇他想要移動哪個單獨(dú) 的任務(wù)，隨后該工具可以建議該任務(wù)可以被移動到哪里。在用戶必須注意某個特定設(shè)備的 工作負(fù)荷而不是遵循所規(guī)劃的生產(chǎn)訂單的情況下，不同種類的工具可能是有幫助的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供用于調(diào)度生產(chǎn)過程的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)關(guān)注于調(diào)度有效和可靠的生產(chǎn)過程的需求并且允許用于生成生產(chǎn)調(diào)度表的更加自動化的方 式。根據(jù)本發(fā)明，在方法方面，該目的通過一種用于對由企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)所規(guī)劃 并由車間的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的制造過程進(jìn)行調(diào)度的方法來實(shí)現(xiàn)，其中在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) 內(nèi)，提供生產(chǎn)調(diào)度器以調(diào)度所述制造過程的任務(wù)，所述方法包括以下步驟-借助甘特圖來顯示當(dāng)前的生產(chǎn)調(diào)度表；
-在甘特圖中針對車間的每個設(shè)備顯示已經(jīng)被調(diào)度的時間段和那些仍未被調(diào)度的 時間段；-為特定設(shè)備選擇仍未被調(diào)度的時間段；-針對該特定設(shè)備查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫以找到適合該仍未被調(diào)度的時間段的至少一個 任務(wù)；以及-在找到單個任務(wù)的情況下調(diào)度該任務(wù)或者在找到多個任務(wù)的情況下借助通過用 戶交互所輸入的決策或者借助通過選擇偏好自動確定的決策來調(diào)度所找到的任務(wù)中的至 少一個。根據(jù)本發(fā)明，在系統(tǒng)方面，該目的通過一種用于對由企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)所規(guī)劃 并由車間的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的制造過程進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其中在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) 內(nèi)，提供生產(chǎn)調(diào)度器以調(diào)度所述制造過程的任務(wù)，所述系統(tǒng)包括-能夠借助甘特圖來顯示當(dāng)前的生產(chǎn)調(diào)度表的所述生產(chǎn)調(diào)度器；-能夠在甘特圖中針對車間的每個設(shè)備顯示已經(jīng)被調(diào)度的時間段和那些仍未被調(diào) 度的時間段的所述生產(chǎn)調(diào)度器；-用于為特定設(shè)備選擇仍未被調(diào)度的時間段的選擇器；-用于針對該特定設(shè)備查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫以找到適合仍未被調(diào)度的時間段的至少一 個任務(wù)的查詢模塊；以及-能夠在找到單個任務(wù)的情況下調(diào)度該任務(wù)或者在找到多個任務(wù)的情況下借助通 過用戶交互所輸入的決策或者借助通過選擇偏好自動確定的決策來調(diào)度所找到的任務(wù)中 的至少一個的所述生產(chǎn)調(diào)度器。因此，所述方法和所述系統(tǒng)提供交互式地構(gòu)建生產(chǎn)調(diào)度表的快速方式，從而針對 感興趣的特定設(shè)備維持對甘特圖的關(guān)注，而不是關(guān)注于需要被移動以構(gòu)建調(diào)度表的特定任 務(wù)。所述方法和所述系統(tǒng)也非常有助于執(zhí)行生產(chǎn)調(diào)度表的局部改變、例如在針對車間層面 上的設(shè)備的控制顯示器處所輸入的局部改變，其中非常經(jīng)常地在給定設(shè)備的被調(diào)度的時間 線中找到了需要被填充的一些間隙。對于這兩種情況，所述方法和所述系統(tǒng)可以根據(jù)用戶 偏好和眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)的集合來保證局部最優(yōu)化的可能性。與其它在甘特圖上對調(diào)度進(jìn)行 交互式操作的已知裝置相比，用戶將優(yōu)選這種更多地關(guān)注于設(shè)備負(fù)荷和效率而不是生產(chǎn)訂 單的程序。當(dāng)已經(jīng)識別出“瓶頸”設(shè)備并且在用戶想要將其注意力轉(zhuǎn)換到生產(chǎn)調(diào)度表的其 它部分之前該用戶例如想要使該設(shè)備的利用率最大化時，本發(fā)明將被特別用于支持其它已 知系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的解決方案還使得人類調(diào)度員能夠在如下方面定義其個體偏好如何 最終決定在迄今為止未被調(diào)度的間隙中調(diào)度哪個任務(wù)(特別是當(dāng)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的查詢識 別出可以適合于該間隙的多于一個的任務(wù)時)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，對選擇偏好的設(shè)定被視為對本發(fā)明的有利貢獻(xiàn)。因此，可以通過挑選下列優(yōu)化參數(shù)之一或者下列優(yōu)化參數(shù)的組合來設(shè)定選擇偏好a)優(yōu)選使特定設(shè)備的所估計的建立時間最小化的任務(wù)；b)優(yōu)選使特定設(shè)備的所估計的完成延遲最小化的任務(wù)；c)優(yōu)選具有通過查詢所找到的任務(wù)的最早發(fā)布日期的任務(wù)；以及d)優(yōu)選使機(jī)器利用率最大化的任務(wù)。根據(jù)用戶的實(shí)際關(guān)注點(diǎn)，該用戶當(dāng)前可以識別其對調(diào)度表的個體需求并相應(yīng)地設(shè) 定選擇偏好。在另一優(yōu)選實(shí)例中，可以通過逐漸評估每個優(yōu)化參數(shù)來確定選擇偏好并且對與所 確定的選擇偏好相比已經(jīng)獲得最高評估結(jié)果的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。該選項允許用戶將不同的優(yōu) 化參數(shù)相對于彼此進(jìn)行權(quán)衡并且實(shí)現(xiàn)最終選擇偏好的 某種模糊確定。因此，本發(fā)明的另一 優(yōu)選實(shí)施例可以為優(yōu)化參數(shù)的組合提供決策樹，由此針對每個優(yōu)化參數(shù)定義分叉標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例可以在如下識別方面提供對調(diào)度的進(jìn)一步改進(jìn)識別未 被調(diào)度的時間段中的哪一個將針對在生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中所查詢的哪些生產(chǎn)任務(wù)被選擇為下一 時間段。因此，可以根據(jù)時間段選擇偏好來選擇未被調(diào)度的時間段。這例如可以包括通過 針對特定設(shè)備估計保持未被調(diào)度的時間段的空閑成本來識別時間段選擇偏好。


圖1示意性地表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于管理并控制制造過程的方法；圖2示意性地表示根據(jù)當(dāng)前技術(shù)水平的基于計算機(jī)的交互式甘特圖的實(shí)例；圖3示意性地表示根據(jù)當(dāng)前技術(shù)水平的在Siemens Simatic IT Predictive Detailed Scheduler Interactive(PDS-I)解決方案范圍內(nèi)的甘特圖的實(shí)例；圖4示意性地表示圖3的現(xiàn)在包括創(chuàng)新解決方案的實(shí)例；以及圖5示意性地表示用于對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式通過基于計算機(jī)的交互式甘特圖2的實(shí)例的表示來示出用于創(chuàng)建詳細(xì)生產(chǎn)調(diào)度 表的普通方法。所示出的甘特圖2是未進(jìn)一步示出的基于計算機(jī)的圖形用戶界面的一部 分，其中根據(jù)甘特圖2的索引1至索引11來編號的每一行表示特定機(jī)器(見圖2中“設(shè)備” 下方)的時間線。顯示在這些行中的每一行上的圖形對象序列表示每個機(jī)器隨著時間的推 移將要執(zhí)行哪個任務(wù)。該行上的灰色矩形表示被確認(rèn)要被調(diào)度以便在各個機(jī)器中的每一個 上進(jìn)行處理的任務(wù)。具有虛線的矩形表示打算被調(diào)度、但是尚未被確認(rèn)要被調(diào)度的任務(wù)。黑 色條示出相應(yīng)機(jī)器的特定停機(jī)時間。圖3示意性地表示根據(jù)當(dāng)前技術(shù)水平的在Siemens Simatic IT Predictive Detailed Scheduler Interactive (PDS-I)解決方案范圍內(nèi)的甘特圖的實(shí)例。該解決方 案協(xié)助用戶將任務(wù)設(shè)置在每個機(jī)器的時間線上。當(dāng)用戶想要在交互式甘特圖上移動任務(wù) (并且例如通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊來抓取該任務(wù))時，該解決方案通過突顯可行的目標(biāo)位置來自動 地為用戶給出猜測。使這些可行的目標(biāo)位置在虛線圓內(nèi)部作為明亮區(qū)域可見(例如被著 上黃色)，用戶一開始從用于要被調(diào)度的任務(wù)的上部視圖移動任務(wù)，該明亮區(qū)域就顯現(xiàn)出 來，并且在已經(jīng)完成移動并且任務(wù)已經(jīng)到達(dá)用于現(xiàn)在被調(diào)度的任務(wù)的下部視圖中的新位置之后，該明亮區(qū)域消失。圖3特別示出為“被調(diào)度(scheduled)”的任務(wù)和“要被調(diào)度(to bescheduled)”的任務(wù)提供單獨(dú)視圖(分別是下部和上部視圖)的甘特圖。在該實(shí)例中，已 經(jīng)“要被調(diào)度”的任務(wù)T在“被調(diào)度”的生產(chǎn)計劃上被移動。該解決方案借助虛線圓C為該 特定任務(wù)在能夠處理該任務(wù)的機(jī)器(在這里是“BUFFER-01”和“BUFFER-02”)的時間線上 突顯可行的時間跨度(時間段)。通過使任務(wù)T落在由該圓C所圍繞的時間線上，該任務(wù)被 調(diào)度。圖4現(xiàn)在示意性地表示圖3的現(xiàn)在包含創(chuàng)新解決方案的實(shí)例。該解決方案現(xiàn)在提 供使用通常的“指點(diǎn)和點(diǎn)擊”動作在交互式甘特圖上的特定設(shè)備上調(diào)度任務(wù)Tl和T2的可能 性。該解決方案以相當(dāng)簡單和直觀的方式來工作。一旦用戶(例如借助工具欄或者通過選 擇選項)激活了該功能并且然后對甘特圖視圖使用指點(diǎn)裝置(鼠標(biāo)、軌跡球或觸敏屏幕)， 該用戶就可以點(diǎn)擊特定機(jī)器的時間線的“空閑”部分。利用該動作(其還可以借助自動的 空閑時間段選擇偏好來激活)，該用戶/該選擇方案選擇在該特定機(jī)器上尚未有任務(wù)被調(diào) 度的時間段。該選擇方案隨后針對該特定設(shè)備查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫以找到最佳地適合于所挑選 的時間段的任務(wù)。通過該查詢步驟所找到的任務(wù)Tl和T2被列在圖4中的甘特圖的上部的 “要被調(diào)度”部分中。所選擇的時間段以及通過查詢所找到的相應(yīng)任務(wù)在甘特圖的上部和下 部二者中通過虛線圓被突顯出來。在甘特圖的上部中顯示被猜測為最適合選擇的任務(wù)的動態(tài)地創(chuàng)建的預(yù)覽。通過工 具提示，用戶可以查詢一些關(guān)于任務(wù)的詳細(xì)情況。然后，用戶可以被請求確認(rèn)該所建議的最 適合選擇，或者該解決方案本身可以在甘特圖的下部中確認(rèn)該任務(wù)(在找到單個任務(wù)的情 況下)。在找到多個任務(wù)的情況下，用戶本身可以挑選所找到的那些任務(wù)中的至少一個，或 者該解決方案本身可以借助預(yù)先定義的選擇偏好來選擇最佳地適合于機(jī)器的生產(chǎn)調(diào)度表 (甘特圖中的機(jī)器的時間線)上的所選擇的空閑時隙的至少一個任務(wù)。通過設(shè)定選擇偏好，可以以非常直觀的方式來配置對要由該IT解決方案所執(zhí)行 的所建議的“最適合”挑選的任務(wù)的選擇。在下文中討論可能的標(biāo)準(zhǔn)集合的實(shí)例。可以通 過任務(wù)對所估計的準(zhǔn)備時間(setuptime)的最小化所具有的影響來自動地挑選任務(wù)，換句 話說，導(dǎo)致最少建立時間的任務(wù)優(yōu)選于導(dǎo)致更長建立時間的其它任務(wù)。下一標(biāo)準(zhǔn)可以關(guān)注 于所估計的完成延遲的最小化。對于該標(biāo)準(zhǔn)，具有最大完成延遲的任務(wù)優(yōu)選于具有更小完 成延遲的其它任務(wù)。另一標(biāo)準(zhǔn)可以關(guān)注于相應(yīng)任務(wù)的最早發(fā)布日期(release date)。在 這里，具有最早發(fā)布日期的任務(wù)優(yōu)選于具有較新發(fā)布日期的其它任務(wù)。另一標(biāo)準(zhǔn)可以評價 機(jī)器利用率。使機(jī)器利用率最大化的那些任務(wù)必然優(yōu)選于導(dǎo)致較小的機(jī)器利用率的那些任 務(wù)。當(dāng)然，兩個或更多個前述標(biāo)準(zhǔn)的任何合理組合也可以適于定義用于自動的或者交互式 的用戶直觀調(diào)度的選擇偏好。通過根據(jù)用戶的偏好來配置以上標(biāo)準(zhǔn)，該解決方案提供一種對生產(chǎn)調(diào)度表的改變進(jìn)行操作的方式，從而確保所調(diào)度的選擇的局部最優(yōu)性。從概念(conceptual)角度來看，可以將該解決方案看作為對圖3中所示的現(xiàn)有技 術(shù)解決方案的補(bǔ)充，因為其以對稱方式起作用。這種在任務(wù)調(diào)度方面的范例轉(zhuǎn)移現(xiàn)在顯著 改變用戶交互或自動例程在甘特圖上的工作方式，從而與之前通過更關(guān)注于對當(dāng)前在甘特 圖的“要被調(diào)度”部分中所列出的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度而這樣做相比，現(xiàn)在明顯地更關(guān)注于特定機(jī) 器的利用率。
圖5現(xiàn)在示意性地表示用于調(diào)度生產(chǎn)過程的系統(tǒng)10。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES被耦合到 工廠底層(也即一般使用的車間)和企業(yè)資源規(guī)劃ERP 二者。在制造執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)，提供數(shù) 據(jù)庫DB來存儲從要被執(zhí)行的生產(chǎn)訂單中所導(dǎo)出的生產(chǎn)任務(wù)。同樣在制造執(zhí)行系統(tǒng)MES內(nèi)， 提供生產(chǎn)調(diào)度器工作區(qū)14，使得能夠調(diào)度由MES和工廠底層12所執(zhí)行的生產(chǎn)過程。生產(chǎn)調(diào) 度器工作區(qū)或多或少是具有顯示器和輸入裝置的普通交互式計算機(jī)工作區(qū)。由制造執(zhí)行系 統(tǒng)并且在制造執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)通過在與制造執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的(在這里未詳細(xì)示出的)服務(wù)器 上執(zhí)行的程序代碼來提供生產(chǎn)調(diào)度器功能?，F(xiàn)在，可以完全由用戶或者自動輸入和用戶輸入的混合來實(shí)現(xiàn)調(diào)度，或者通過相 應(yīng)的軟件例程來自動完成調(diào)度，而自動輸入和用戶輸入二者的結(jié)果或者完全自動的調(diào)度必 須由用戶確認(rèn)和/或控制和/或授權(quán)。在這里，根據(jù)本發(fā)明的對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)度的方法的關(guān)注點(diǎn)在于，對尚未針對工 廠底層12的特定設(shè)備被調(diào)度的時間段的識別。在第一步驟Sl中，通過用戶交互或者通過 自動的時間選擇偏好來選擇尚未被調(diào)度的一個時間段，其中該自動的時間選擇偏好例如可 以關(guān)注于特定機(jī)器的空閑成本。通過在調(diào)度器工作區(qū)14的顯示器上所示出的甘特圖的下 部中的虛線矩形范圍來表示所選擇的時間段(同樣對照圖4)。在第二步驟S2中，針對包括 該特定機(jī)器的生產(chǎn)任務(wù)的任何生產(chǎn)訂單來查詢數(shù)據(jù)庫DB。然后在第三步驟S3中，任何通過 該查詢所識別出來的生產(chǎn)任務(wù)被示出為甘特圖的上部中的被填充有要被調(diào)度的任務(wù)的虛 線矩形范圍。在第四步驟S4中，通過查詢所找到的并在甘特圖的上部中所示出的生產(chǎn)任務(wù) 通過用戶交互或者通過根據(jù)預(yù)先定義的選擇偏好的自動例程來確認(rèn)并因此進(jìn)入示出所有 最終被調(diào)度的任務(wù)的甘特圖的下部中。一旦完成了這四個步驟，只要用戶或者自動的時間 段選擇偏好仍然識別出尚未被調(diào)度的時間段，程序就返回到第一步驟Si。因此，本程序關(guān)心對更高的機(jī)器利用率的需求，而不是關(guān)注于根據(jù)圖2和3中所示 的現(xiàn)有技術(shù)的程序的關(guān)注點(diǎn)，這些根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的程序列出尚未被調(diào)度的任務(wù)以便通過用 戶交互使那些任務(wù)被調(diào)度。因此，根據(jù)本發(fā)明的選擇偏好只遞送當(dāng)前遵守如下各項的那些 任務(wù)就特定機(jī)器的利用率而言的用戶偏好、如前面所述的任何可能的內(nèi)部偏好、以及可能 的限制，該可能的限制可以針對在查詢過數(shù)據(jù)庫之后最終被列在甘特圖的上部中的那些任 務(wù)而被排除。
權(quán)利要求
一種用于對由企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)所規(guī)劃并由車間(12)的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的制造過程進(jìn)行調(diào)度的方法，其中在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)內(nèi)，提供生產(chǎn)調(diào)度器以調(diào)度所述制造過程的任務(wù)(T1，T2)，所述方法包括以下步驟-借助甘特圖(2)來顯示當(dāng)前的生產(chǎn)調(diào)度表；-在甘特圖中針對車間(12)的每個設(shè)備顯示已經(jīng)被調(diào)度的時間段和那些仍未被調(diào)度的時間段；-為特定設(shè)備選擇仍未被調(diào)度的時間段；-針對該特定設(shè)備查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(DB)以找到適合該仍未被調(diào)度的時間段的至少一個任務(wù)(T1，T2)；以及-在找到單個任務(wù)的情況下調(diào)度該任務(wù)(T1，T2)，或者在找到多個任務(wù)的情況下借助通過用戶交互所輸入的決策或者借助通過選擇偏好自動確定的決策來調(diào)度所找到的任務(wù)中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括步驟-通過挑選下列優(yōu)化參數(shù)之一或者下列優(yōu)化參數(shù)的組合來設(shè)定選擇偏好a)優(yōu)選使特定設(shè)備的所估計的建立時間最小化的任務(wù)；b)優(yōu)選使特定設(shè)備的所估計的完成延遲最小化的任務(wù)；c)優(yōu)選具有通過查詢所找到的任務(wù)的最早發(fā)布日期的任務(wù)；以及d)優(yōu)選使機(jī)器利用率最大化的任務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，進(jìn)一步包括步驟通過逐漸評估每個優(yōu)化參數(shù)來 確定選擇偏好并且對與所確定的選擇偏好相比已經(jīng)獲得最高評估結(jié)果的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。
4.根據(jù)前面的權(quán)利要求2或3所述的方法，進(jìn)一步包括步驟通過針對優(yōu)化參數(shù)中的 每一個定義分叉標(biāo)準(zhǔn)來確定決策樹。
5.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)時間段選擇 偏好來選擇未被調(diào)度的時間段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中通過針對特定設(shè)備估計保持未被調(diào)度的時間段的 空閑成本來識別所述時間段選擇偏好。
7.一種用于對由企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)所規(guī)劃并由車間(12)的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的制造過 程進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)(10)，其中在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)內(nèi)，提供生產(chǎn)調(diào)度器(14)以調(diào)度所述 制造過程的任務(wù)(Tl，T2)，所述系統(tǒng)包括-能夠借助甘特圖(2)來顯示當(dāng)前的生產(chǎn)調(diào)度表的所述生產(chǎn)調(diào)度器(14)；_能夠在甘特圖(2)中針對車間(12)的每個設(shè)備顯示已經(jīng)被調(diào)度的時間段和那些仍未 被調(diào)度的時間段的所述生產(chǎn)調(diào)度器(14)；-用于為特定設(shè)備選擇仍未被調(diào)度的時間段的選擇器；-用于針對該特定設(shè)備查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(DB)以找到適合仍未被調(diào)度的時間段的至少 一個任務(wù)(Tl，T2)的查詢模塊；以及_能夠在找到單個任務(wù)的情況下調(diào)度該任務(wù)(T1，T2)或者在找到多個任務(wù)(Τ1，Τ2)的 情況下借助通過用戶交互所輸入的決策或者借助通過選擇偏好自動確定的決策來調(diào)度所 找到的任務(wù)中的至少一個的所述生產(chǎn)調(diào)度器(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于通過挑選下列優(yōu)化參數(shù)之一或者下列優(yōu)化參數(shù)的組合來設(shè)定選擇偏好的裝置a)優(yōu)選使特定設(shè)備的所估計的建立時間最小化的任務(wù)；b)優(yōu)選使特定設(shè)備的所估計的完成延遲最小化的任務(wù)；c)優(yōu)選具有通過查詢所找到的任務(wù)的最早發(fā)布日期的任務(wù)；以及d)優(yōu)選使機(jī)器利用率最大化的任務(wù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于通過逐漸評估每個優(yōu)化參數(shù)來確 定選擇偏好并且對與所確定的選擇偏好相比已經(jīng)獲得最高評估結(jié)果的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度的裝置。
10.根據(jù)前面的權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于通過針對優(yōu)化參數(shù)中的每 一個定義分叉標(biāo)準(zhǔn)來確定決策樹的裝置。
11.根據(jù)前面的權(quán)利要求7至10中的任何一個所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括能夠根據(jù)時間 段選擇偏好來選擇未被調(diào)度的時間段的所述生產(chǎn)調(diào)度器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中通過針對特定設(shè)備估計保持未被調(diào)度的時間段 的空閑成本來識別所述時間段選擇偏好。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于對由企業(yè)資源規(guī)劃所規(guī)劃并由車間的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的制造過程進(jìn)行調(diào)度的方法和系統(tǒng)，其中在制造執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)提供生產(chǎn)調(diào)度器以調(diào)度所述制造過程的任務(wù)，該系統(tǒng)包括能夠借助甘特圖來顯示當(dāng)前生產(chǎn)調(diào)度表的生產(chǎn)調(diào)度器；能夠為車間每個設(shè)備在甘特圖中顯示已經(jīng)被調(diào)度的時間段和那些仍未被調(diào)度的時間段的生產(chǎn)調(diào)度器；用于為特定設(shè)備選擇仍未被調(diào)度的時間段的選擇器；用于針對該特定設(shè)備查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫以找到適合仍未被調(diào)度的時間段的至少一個任務(wù)的查詢模塊；以及能夠在找到單個任務(wù)的情況下調(diào)度該任務(wù)或者在找到多個任務(wù)的情況下借助通過用戶交互所輸入的決策或者借助通過選擇偏好自動確定的決策來調(diào)度至少一個所找到的任務(wù)的生產(chǎn)調(diào)度器。
文檔編號G06Q10/00GK101813936SQ20101012631
公開日2010年8月25日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者P·方塔諾特 申請人:西門子公司