用于并行跟踪工业生产设施的与地点相关的影响能量消耗的事件的方法和设施

摘要

本发明涉及一种用于并行跟踪工业生产设施(1)的与地点相关的影响能量消耗的事件的方法和设施，在该方法或该设施中，对于所述生产设施(1)的每个地点不同的制造区域(i)和/或所述地点不同的制造区域(i)的每个地点不同的单项作业(j)，检测当前的能量消耗和/或当前的用作为能量载体的介质(l)的消耗，并且确定在预设时间周期内预设的能量消耗和预设的用作为能量载体的介质(l)的消耗并且将其同与时间和地点相关的测量值相关联。当前的能量消耗的和/或当前的用作为能量载体的介质(l)的消耗的、检测到的测量值以及在预设时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质(l)的需求的、相关联的与时间和地点相关的测量值以电子方式传输给分析站(9)的数据库(4)。在所述分析站中规定算法以用于确定与所述地点不同的制造区域(i)有关的和/或与所述单项作业(j)有关的、当前的能量消耗的和/或当前的用作为能量载体的介质(l)的消耗的以及在预设时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质(l)的需求的所传输的测量值的特征值(k)，将该先前确定的特征值(k)与预先确定的临界极限值在所述分析站(3)的电子比较器(9)中进行比较和可视化，以及确定并分析在当前的能量消耗和/或当前的用作为能量载体的介质(l)的消耗与在预设时间周期内相应的特征值(k)之间的偏差度。将所发生的相对于预设的临界极限值的向上超出和/或向下超出可视化，并且对生产过程中的异常事件检查偏差并且在必要时将其可视化。对于没有发现生产过程中的异常事件的偏差的情况，将所述偏差可视化，确定所述偏差的原因并且引入措施以便排除故障。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于并行(等同地)跟踪工业生产设施如机动车生 产设施的与地点相关的影响能量消耗的事件的方法，所述工业生产设施 具有能量供应网络，该能量供应网络包括电能和用作为能量载体的介质 l＝1、2、…、p，所述工业生产设施具有分别带有一定数量的地点不同的 单项作业j＝1、2、…、m的多个地点不同的制造区域i＝1、2、…、n， 各制造区域分别与对所述能量供应网络的供应功率的以时间周期的方式 预设的能量需求(百分比)和/或以时间周期的方式预设的用作为能量载 体的介质l＝1、2、…、p的需求(百分比)相关联，并且在各制造区域 处分别对所述能量供应网络的总功率的当前消耗(百分比)进行连续测 量。

此外本发明涉及一种用于并行(等同地)跟踪工业生产设施如机动 车生产设施的与地点相关的影响能量消耗的事件的设施。

背景技术

在复杂生产系统中，例如在汽车工业中，致力于在较短的通过时间 内获得高品质的产品，这随之带来能量成本的升高。尝试既通过优化生 产也通过最小化在工业生产设施的制造过程中的能量损耗来改进能效。

附图中的图1示出已知的图例，该图例在2006年5月的DPO会议 的报告中公开并且从该图例中得知相对于汽车生产中的总能量消耗的能 量消耗百分比的概况。

为了自动识别、监控和最小化工业生产设施(如机动车生产设施) 中的与地点相关的能量损耗，已知如下方法(DE 10 2009 022 434 B3)， 即，借助至少一个热成像摄像系统根据信号检测至少在生产设施的地点 不同的制造区域的每个地点不同的单项作业中产生的能量损耗，该能量 损耗主要表现为热损耗。包含相应单项作业的能量损耗的测量信号同时 连同总是与该相应单项作业相关联的至少一个地点/位置信号传感器的 地点/位置信号传输给分析站。在分析站中，对全部的地点不同的单项作 业的测量信号和相关联的位置信号进行数字处理并且将其与时间和地点 相关地存在数据库中。然后经由反馈从分析站将信号指令传输到单项作 业的相应控制系统以便最小化或关断相应产生的能量损耗，所述信号指 令的内容总是基于相应的根据数据库检测到的能量损耗。

发明内容

本发明基于的目的是，设计一种开始所述类型的方法和设施，使得 为了有效地管理工业生产设施(如机动车生产设施)的能量，在工业生 产设施的每个地点不同的单项作业和/或每个地点不同的制造区域处可 获得稳定的、全面的、电子和/或光学的、与地点和/或时间相关的信息提 供，所述信息提供包括与地点和/或时间相关地显示和分析生产过程的异 常事件。

所述目的根据本发明通过开始所述类型的方法得以实现，所述方法 具有如下依次的方法步骤：

-对于生产设施的每个地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或地 点不同的制造区域i＝1、2、…、n的每个地点不同的单项作业j＝1、2、…、 m，检测当前的能量消耗和当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p 的消耗或仅检测当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗； 并且

-对于生产设施的每个地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或地 点不同的制造区域i＝1、2、…、n的每个地点不同的单项作业j＝1、2、…、 m，确定在预设时间周期内预设的(待实现的)能量消耗和预设的(待 实现的)用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗或仅确定在预设 时间周期内预设的(待实现的)用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p 的消耗并且将其同与时间和地点相关的测量值相关联；

-生产设施的相应的地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的和/或所 述地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的相应的地点不同的单项作业j＝1、 2、…、m的当前的能量消耗的和当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、 p的消耗的检测到的测量值或仅当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、 p的消耗的检测到的测量值、以及在预设时间周期内预设的能量需求和/ 或预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的相关联的与时 间和地点相关的测量值以电子方式经由服务器基础设施传输给分析站 (控制台)的数据库；

-在分析站(控制台)中规定算法以用于确定与地点不同的制造区 域i＝1、2、…、n有关的和/或与所述地点不同的制造区域i＝1、2、…、 n的单项作业j＝1、2、…、m有关的、当前的能量消耗的和当前的用作 为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的或仅当前的用作为能量载体 的介质l＝1、2、…、p的消耗的以及在预设时间周期内预设的能量需求 的和预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的或仅预设的 用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的所传输的测量值的特征 值k＝1、2、…、o，并且将所述特征值k＝1、2、…、o可视化；

-在分析站(控制台)中，对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n 和/或对于所述地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、 m，将当前的能量消耗和当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p 的消耗或仅当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗和/或在 预设时间周期内预设的能量需求的和预设的用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p的需求的或仅预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的 需求的先前确定的特征值k＝1、2、…、o与预先确定的临界极限值在分 析站(控制台)的电子比较器中进行比较和可视化；

-在分析站(控制台)的电子比较器中，对于地点不同的制造区域 i＝1、2、…、n和/或对于所述地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的单 项作业j＝1、2、…、m，确定和分析在当前的能量消耗和/或当前的用作 为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗与在预设时间周期内预设的能 量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的特 征值k＝1、2、…、o之间的偏差度，以及将所发生的相对于预设的临界 极限值的向上超出和/或向下超出可视化；

-对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或对于所述地点不同 的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m，检查当前的能 量消耗和/或当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗以及在 预设时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质 l＝1、2、…、p的需求的特征值k＝1、2、…、o之间的偏差以确定生产 过程中的异常事件，并且在必要时将所述生产过程中的异常事件可视化； 并且

-对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或对于地点不同的制 造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m，对于在当前的能量 消耗和/或当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗与在预设 时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p的需求的特征值k＝1、2、…、o之间存在偏差的情况，在没有 发现生产过程中的异常事件的情况下将所述偏差可视化、确定所述偏差 的原因并且引入措施以便进行优化。

用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p能够使用天然气、煤、焦炭、 油、水、氮气、压缩空气和加热热量。

地点不同的制造区域i＝1、2、…、n能够是焊装车间、装配车间、 冲压车间、漆装车间、物流车间、工具车间、仓储管理，并且地点不同 的单项作业j＝1、2、…、m是铸件制造、冲压车间中的卷式裁切、侧壁 制造、底板组件制造、顶盖制造、浸漆、涂漆、驾驶舱装配、传动装置 制造、布置电线和车轮装配。

优选地，特征值k＝1、2、…、o是每生产单元的能量需求、每时间 单位的能量需求以及是传输给分析站(控制台)的、当前的能量消耗的 和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的以及在预设时间周 期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、 p的需求的测量值的平均值、最小值和/或最大值。

优选地，对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或对于地点不 同的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m，在当前的能 量消耗和/或当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗与在预 设时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p的需求的特征值k＝1、2、…、o之间进行比较时的向上超出和 /或向下超出预设的临界极限值被比较器分类为非正常(n.i.O.)，并且通 过在输出侧与比较器连接的电子信号传感器以声学和/或光学的方式指 示。

预设时间周期能够在过去、现在或将来。对于预设的将来的时间周 期优选也能够为地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或为地点不同的 制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m推断或预测预期的 能量需求和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的预期需求。

优选地，对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或地点不同的 制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m，当前的能量消耗 的和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的以及在预设时间 周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、 p的需求的可视化通过速度计和/或在时间轴上以温度计式显示的方式实 现，在所述显示中以颜色标记预设的临界极限值和/或过渡区域。

在生产过程中的异常事件能够是加班、企业会议、维修措施、优化 措施、生产程序变化、扩建措施、装配和/或拆卸措施等。

可视化能够在与服务器基础设施经由内部网络和/或因特网连接的 电子终端设备上和/或借助位于生产设施内部和/或外部的移动电子终端 设备实现，其中，服务器基础设施和电子终端设备和/移动电子终端设备 双向连接。

本发明的目的同样通过开始所述类型的设施得以实现，该设施具有 下述特征：

服务器基础设施，所述服务器基础设施具有带有数据库的中央服务 器，大量信息汇集并存储在所述数据库中，所述信息由多个经由内部网 络、本地网络和/或全球网络与中央服务器连接的电子终端设备和/或移动 电子终端设备提供，其中，当前的能量消耗和/或当前的用作为能量载体 的介质l＝1、2、…、p的消耗由地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的 和/或地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m的 测量系统检测并且输入数据库和存储在数据库中，

生产计划输入中央服务器的数据库，

存储在数据库中的、能量消耗的和/或用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p的消耗的测量值经由服务器基础设施通过本地网络、内部网络 和/或全球网络双向调用或传输并且在电子终端设备和/或移动电子终端 设备上被可视化，

在中央服务器中规定算法以用于确定与地点不同的制造区域i＝1、 2、…、n有关的和/或与地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业 j＝1、2、…、m有关的、当前的能量消耗的和/或当前的用作为能量载体 的介质l＝1、2、…、p的消耗的以及在预设时间周期内预设的能量需求 的和/或预设的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的传输给数 据库的测量值的特征值k＝1、2、…、o，

在中央服务器中，对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或对 于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、m，将 当前的能量消耗的和/或当前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的 消耗和/或在预设时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作为能量 载体的介质l＝1、2、…、p的需求的先前确定的特征值k＝1、2、…、o 与预设的临界极限值在电子比较器中进行比较和可视化，并且

在中央服务器的电子比较器中，对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、 n和/或对于地点不同的制造区域i＝1、2、…、n的单项作业j＝1、2、…、 m，确定和分析在当前的能量消耗和/或当前的用作为能量载体的介质 l＝1、2、…、p的消耗与在预设时间周期内预设的能量需求的和/或预设 的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的特征值k＝1、2、…、 o之间的偏差度，以及将所发生的、相对于预设的临界极限值的向上超 出和/或向下超出可视化。

优选地，电子信号传感器与中央服务器的电子比较器在输出侧连接， 由所述电子信号传感器以声学和/或光学的方式指示向上超出和/或向下 超出预先确定的临界极限值，该向上超出和/或向下超出被比较器分类为 非正常。所述可视化能够在电子终端设备和/或移动电子终端设备上作为 速度计式显示或温度计式显示实现。信号灯和/或闪光信号也能够设置用 于以光学的方式指示，和/或警报音和/或警报汽笛设置用于以声学的方式 指示。

本发明证明能够从源系统承担和显示生产过程中的异常生产事件， 例如加班、企业会议、维修措施、优化措施、生产程序变化、扩建措施、 装配和/或拆卸措施。

通过汇集关于生产流程的大量信息可能的是，更好地分析消耗和/或 能量需求和/或用作为能量载体的介质的需求及其相应的特征值，由此避 免不必要的和耗费的研究工作。此外通过显示消耗和/或能量需求和/或用 作为能量载体的介质的需求和/或相应的特征值得出下述优点：参与的地 点不同的制造区域和/或地点不同的单项作业全部获得对能效和相应优 化措施的影响的相同视角，由此避免孤立的视角。

附图说明

现在参照附图阐述本发明。在附图中：

图2示出从中得悉根据本发明的方法的方框图；

图3示出从中得悉根据本发明的设施的服务器基础设施的示意图；

图4a示出绘出在时间轴上的以kWh为单位的能量消耗的图表；

图4b和4c在速度计表盘中示出对根据图3a的以kWh为单位的能 量消耗的最小值和最大值的示意性可视化；并且

图5示出绘出在时间轴上的以kWh为单位的能量消耗的另一图表， 其中在该图表中获得标准清洁和工作暂停。

具体实施方式

从图2中得悉根据本发明的方法。在生产设施1进行制造时，在具 有数量为j＝1、2、…、m个地点不同的单项作业的数量为i＝1、2、…、 n个地点不同的制造区域中消耗能量和/或用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p。例如，根据图2，在具有单项作业j＝1和j＝2的制造区域i＝1 中，在单项作业j＝1中消耗能量和/或用作为能量载体的介质l＝1和l＝2， 而在单项作业j＝2中消耗能量和/或用作为能量载体的介质l＝1和l＝3。而 在具有单项作业j＝3的制造区域i＝1中，仅仅消耗能量或用作为能量载体 的介质l＝1。

在每个地点不同的制造区域i＝1、2、…、n和/或每个地点不同的单 项作业j＝1、2、…、m中当前的能量消耗和/或用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p的消耗借助测量系统2来检测。随后，所测量到的当前的能量 消耗和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗传输给分析站(控 制台)3并且在那里存储在数据库4中。能量消耗的和/或用作为能量载 体的介质l＝1、2、…、p的消耗的、存储在数据库4中的测量值能够经 由服务器基础设施5通过本地网络、内部网络和/或全球网络6双向调用 或传输并且在电子终端设备7和/或移动电子终端设备8上被可视化。能 量消耗的和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的可视化在 此优选以表格的方式或者以在时间轴上的图形显示的方式来实现。

对于能量消耗的和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗 的、存储在数据库4中的测量值，根据算法确定在预设时间周期内不同 的特征值k＝1、2、…、o，其中，所述特征值优选代表在预设时间周期 内的能量消耗的和/或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的平 均值、最小值和/或最大值以及每生产单元和/或时间单位的能量消耗的和 /或用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的平均值、最小值和/ 或最大值。

随后，所述特征值k＝1、2、…、o与预先确定的临界极限值在比较 器9中进行比较、分析和可视化。该可视化在此优选经由服务器基础设 施5在电子终端设备7和/或移动电子终端设备8上以速度计或温度计式 显示的方式实现，其中，非临界区域用绿色指示，过渡区域用黄色指示 并且临界区域用红色指示。优选地，该可视化在每个制造区域i＝1、2、…、 n和/或每个单项作业j＝1、2、…、m中单独地实现。然而除了在分析站 (控制台)3中的可视化，也能够在生产设施1外部实现可视化，即在经 由全球网络连接6与服务器基础设施5连接的电子终端设备7和/或移动 电子终端设备8中实现可视化。

向上超出和/或向下超出被比较器9分类为非正常的预先确定的临界 极限值能够经由在输出侧与比较器9连接的电子信号传感器以声学和/或 光学的方式指示。除了在电子终端设备7和/或移动电子终端设备8上的 速度计或温度计式显示以外，优选能够使用信号灯或闪光信号以用于光 学指示以及使用报警音或报警汽笛以用于声学指示。同样可以考虑以文 字消息的形式将电子数据传输给电子终端设备7和/或移动电子终端设备 8。

在将存储在数据库4中的生产计划10与特征值k＝1、2、…、o进行 比较时，检查在当前的能量消耗和/或当前的用作为能量载体的介质l＝1、 2、…、p的消耗与在预设时间周期内预设的能量需求的和/或预设的用作 为能量载体的介质l＝1、2、…、p的需求的特征值k＝1、2、…、o之间 的偏差以确定生产过程中的异常事件，并且检查和在必要时可视化在生 产过程中的异常事件(例如加班、企业会议、维修措施、优化措施、生 产程序变化、扩建措施、装配和/或拆卸措施等)。

如果在预设时间周期内没有发现生产过程中的异常事件，那么确定 偏差的原因并且引入相应的措施以便排除故障。

在图3中示意地示出服务器基础设施5。当前的能量消耗的和/或当 前的用作为能量载体的介质l＝1、2、…、p的消耗的测量值在检测之后 通过测量系统2传输给数据库4并且存储到该数据库上。生产计划10同 样传输给数据库4并且存储到该数据库上。在中央服务器11上，根据算 法确定特征值k＝1、2、…、o。随后，将特征值k＝1、2、…、o与预先 确定的临界极限值由中央服务器11中的电子比较器9进行比较和分析。 所述临界极限值在此能够事先由电子终端设备7和/或移动电子终端设备 8预先传送给中央服务器11。可视化优选经由中央服务器11在电子终端 设备7和/或移动电子终端设备8上以速度计或温度计式显示的方式或者 作为在时间轴上的消耗的图形图表来实现。图4a示出在时间轴上的以 kWh为单位的能量消耗的这种图形图表。图4b和4c分别对于根据图4a 的特征值最小值和最大值示出速度计式显示。

图5对于生产设施1的制造区域和/或单项作业示出在时间轴上的以 kWh为单位的能量消耗的另一图表，从该图表中可以得知在时间周期内 分别在标准清洁和工作暂停期间的能量消耗低谷。

附图标记清单

1   生产设施

2   测量系统

3   分析站(控制台)

4   数据库

5   服务器基础设施

6   本地网络、内部网络和/或全球网络

7   电子终端设备

8   移动电子终端设备

9   电子比较器

10  生产计划

11  中央服务器

i   制造区域

j   单项作业

k   特征值

l   用作为能量载体的介质