分析工厂的计算系统以及使用该计算系统管理工厂的方法

摘要

本发明的计算系统包括数据库和虚拟工厂构建模块。数据库存储建模数据。虚拟工厂构建模块基于建模数据和第一信号的输出时间与第二信号的输出时间之间的时间差来构建虚拟工厂，在虚拟工厂中显示从第一部分到第二部分执行的工作的进度情况，该时间差基于当产品处于一个或多个设施上的第一部分处时输出的第一信号和当产品处于一个或多个设施上的第二部分处时输出的第二信号计算，从存在于在真实工厂中使用的一个或多个设施外部的第一位置监测该第一部分，从存在于一个或多个设施外部的第二位置监测该第二部分。第一位置与第二位置间隔开，并且第一部分与第二部分间隔开。

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算系统，并且更具体地，涉及一种用于分析工厂的计算系统以及使用该计算系统管理工厂的方法。

背景技术

工厂自动化是指通过使用机器人、计算机等使用于生产产品的工厂的控制、管理和操作的整个过程自动化。如今，随着信息技术(IT)的发展，除了工厂自动化之外，还引入了智能工厂。智能工厂是一种能够通过将信息和通信技术应用于工厂中执行的整个过程来提高工厂的生产率和产品质量的智能化工厂。

智能工厂中使用的一种技术是构建虚拟工厂。可以基于对真实工厂进行建模的结果在虚拟环境中实现虚拟工厂。对在真实工厂中执行的过程进行建模，以便由在虚拟环境中实现的工厂模型来表示。因此，当使用虚拟工厂时，即使在真实工厂中并未真正生产产品，也可以通过在虚拟环境中进行模拟来虚拟地实现或复制生产产品的过程。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种用于构建反映真实工厂情况的虚拟工厂并对真实工厂的情况进行分析的计算系统，以及通过使用该计算系统管理真实工厂的方法。

技术解决方案

根据本发明的实施例，用于构建虚拟工厂的计算系统可以包括数据库和虚拟工厂构建模块。该数据库可以存储建模数据。该虚拟工厂构建模块可以基于建模数据和第一信号的输出时间与第二信号的输出时间之间的时间差来构建虚拟工厂，其中在虚拟工厂中显示从第一部分到第二部分执行的工作的进度情况，该时间差基于当产品处于一个或多个设施上的第一部分处时输出的第一信号和当产品处于一个或多个设施上的第二部分处时输出的第二信号计算，从存在于在真实工厂中使用的一个或多个设施的外部的第一位置监测该第一部分，从存在于一个或多个设施的外部的第二位置监测该第二部分。第一位置可以与第二位置间隔开，并且第一部分可以与第二部分间隔开。

根据本发明的实施例，一种使用计算系统的方法可以包括：当产品处于在真实工厂中用于生产该产品的一个或多个设施上的第一部分处时，通过第一监测设备从存在于一个或多个设施的外部的第一位置监测第一部分，以输出第一信号；当产品位于一个或多个设施上的与第一部分不同的第二部分处时，通过第二监测设备从存在于一个或多个设施的外部的第二位置监测第二部分，以输出第二信号；基于第一信号和第二信号，通过数据处理模块计算产品处于第一部分处时的时间与产品处于第二部分处的时间之间的时间差；以及通过计算系统，基于时间差对从第一部分到第二部分执行的第一工作的进度情况进行分析。

发明的有益效果

本发明可以从真实工厂收集与真实工厂相关联的数据。根据本发明的实施例，监测设备可以安装在设施上以收集与设施相关联的数据。另外，监测设备可以安装在与设施相邻的周围区域中，以收集与设施和过程相关联的数据。

本发明可以通过使用从真实工厂收集的数据来实时地分析和预测真实工厂的情况。

根据本发明的实施例，因为实时地分析和预测真实工厂的情况，所以用户可以参考分析结果和预测结果来建立能够增加工厂产量的生产计划。另外，用户可以参考分析结果和预测结果以最佳状态管理工厂中执行的工作和工厂中生成的产品。

本发明可以通过使用从真实工厂收集的数据来构建反映真实工厂的情况的虚拟工厂。因此，可以在外观上实时显示真实工厂的情况。

另外，本发明可以在云上建立虚拟工厂并且可以对真实工厂的情况进行分析。因此，根据本发明的实施例，用户可以通过多个服务器访问虚拟工厂，并且可以检查真实工厂情况的分析结果。

附图说明

图1是示出真实工厂和本发明的显示面板中显示的图像的概念图。

图2是示出用于管理图1的真实工厂的设备和系统的方框图。

图3是用于描述图2的数据处理模块的操作的概念图。

图4是示出从图1的真实工厂收集数据的数据收集设备的概念图。

图5是示出用数据收集设备为图4的工厂拍摄的图像的概念图。

图6是示出通过图4的监测设备收集数据的示例方法的概念图。

图7是示出通过图4的监测设备收集数据的示例方法的概念图。

图8是用于描述图2的虚拟工厂构建模块的操作的概念图。

图9是示出在图2的显示面板中显示的虚拟工厂的概念图。

图10是用于描述图2的数据分析模块的操作的概念图。

图11是示出在图2的显示面板中显示的真实工厂的分析结果的概念图。

图12是用于描述在图2的显示面板中显示虚拟工厂和真实工厂情况的分析结果的方法的流程图。

图13是用于描述在图2的虚拟工厂构建模块处构建虚拟工厂的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，可以以使得本领域技术人员可以容易地实施本发明的程度来详细且清楚地描述本发明的实施例。

图1是示出本发明的显示面板中的真实工厂和图像的概念图。

真实工厂1000可以是用于生产，加工和/或包装任何物体或产品的实体工作空间。为此，例如，真实工厂1000可以包括设施311、312和313、车辆325、产品331a、332a、333a和334a、运输集装箱331、332、333和334，以及工人341和342。

真实工厂1000可以是用于生产，加工和/或包装任何物体或产品的实体工作空间。为此，例如，真实工厂1000可以包括设施311、312和313、车辆325、产品331a、332a、333a和334a、运输集装箱331、332、333和334，以及工人341和342。

然而，通过示例的方式示出了真实工厂1000以更好地理解本发明，并且本发明不限于此。真实工厂1000可以包括一个或多个设施、一个或多个车辆、一个或多个运输集装箱以及一个或多个工人，并且还可以包括用于操作真实工厂1000的各组件。

在真实工厂1000中，产品331a、332a、333a和334a可以由工人341和342、设施311、312和313、车辆325和运输集装箱331进行生产和管理。例如，产品331a可以由设施311、312和313生产。另外例如，产品331a、332a、333a和334a可以以放入运输集装箱331、332、333和334的状态进行保存或运送。

说明书中使用的术语“工作”是指在真实工厂1000中由工人341和342、设施311、312和313以及车辆325执行的一项操作。例如，一项工作可以是通过使用车辆325来移动产品332a。

说明书中使用的术语“过程”是指为生产一种产品而进行的一系列工作。例如，一个过程可由以下一项或多项工作组成：通过使用设施311、312和313来生产产品332a的工作，将产品332a放入运输集装箱332的工作以及通过使用车辆325来运输产品332a的工作。

说明书中使用的表述“与真实工厂相关联的数据”是指从真实工厂1000收集的数据。与真实工厂相关联的数据可以包括从设施311、312和313、车辆325、产品331a、332a、333a和334a、运输集装箱331、332、333和334以及工人341和342测量或观察(或监测)的数据。

说明书中使用的表述“真实工厂的情况”是指“真实工厂的结构”和“在真实工厂中执行的工作进度情况”。真实工厂的结构是指真实工厂1000中设施311、312和313、车辆325、运输集装箱331、332、333和334以及工人341和342的位置。在真实工厂中执行的工作进度情况是指设施311、312和313是否正常操作，生产多少产品等。

本发明可以从真实工厂1000收集与真实工厂1000相关联的数据，并且可以通过使用与真实工厂1000相关联的数据来构建反映真实工厂1000情况的虚拟工厂。本发明可以通过使用与真实工厂1000相关联的数据来对真实工厂1000情况进行分析。

本发明可以在显示面板2000中显示分析结果2200和虚拟工厂2100的二维(2D)图像和/或三维(3D)图像，该分析结果是通过对真实工厂1000的情况进行分析而获得的。因此，用户可以参考在显示面板2000中显示的虚拟工厂2100和分析结果2200来管理真实工厂1000。用户可以参考虚拟工厂2100和分析结果2200来建立能够使真实工厂1000的生产率提高的生产计划。

将参考图2至图13更详细地描述真实工厂1000、虚拟工厂2100和分析结果2200。

图2是示出用于管理图1的真实工厂的设备和系统的方框图。

数据收集设备100可以包括设备用数据收集设备110、车辆用数据收集设备120、集装箱用数据收集设备130、工人用数据收集设备140以及工厂用数据收集设备150。数据收集设备110、120、130、140和150可以从真实工厂1000收集与真实工厂1000相关联的数据d01、d02、d03、d04和d05。将参考图4至图6详细地描述数据d01、d02、d03、d04和d05。

数据收集设备110、120、130、140和150可以分别通过接口111、121、131、141和151将数据do1、d02、d03、d04和d05输出到中间件系统200。下文中，为了更好地理解本发明，可以使用表述“设备和模块输出和/或接收数据”，但是可以指真实设备和模块输出和/或接收包括数据的信号。

在本发明中，可以利用被配置成执行给定和/或可重新配置的操作和功能的硬件电路(例如，模拟电路和逻辑电路)来实现“模块”。可替代地，“模块”可以由配置成执行给定和/或可编程操作和功能的软件的程序代码来实现，并且该程序代码的指令集可以由处理设备(例如，中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU))来执行。在一些情况下，“模块”可以以硬件和软件的混合形式实现。

中间件系统200可以包括接口210和230以及数据处理模块220。数据收集设备100和计算系统300可以通过中间件系统200彼此通信。中间件系统200可以使用通信技术，诸如TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)、数据库访问中间件、DCOM(分布式组件对象模型)、CORBA(公共对象请求代理体系结构)、蓝牙、3G、4G、5G、Wi-Fi(无线保真)等。

中间件系统200可以通过接口210接收数据d01、d02、d03、d04和d05。数据处理模块220可以从接口210接收数据d01、d02、d03、d04和d05。数据处理模块220可以处理数据d01、d02、d03、d04和d05以生成数据d1。

数据d1可以包括用于分析真实工厂1000的信息。例如，数据d01可以包括关于由设备用数据收集设备110拍摄的图像的信息。数据处理模块220可以通过使用数据d01计算在真实工厂1000中进行工作所花费的处理时间。数据d1可以包括关于处理时间的信息。将参考图3至图6详细地描述数据d01、d02、d03、d04和d05以及数据d1。

当数据由数据处理模块220处理时，要传输到计算系统300的数据量会减少。这可能意味着要由计算系统300处理的数据量减少。计算系统300要处理的数据量的减少还可以提高计算系统300处理数据的速度。

数据处理模块220可以将数据d1输出到接口230。中间件系统200可以通过接口230将数据d1输出到计算系统300。

计算系统300可以包括接口310、数据库320、建模模块330、虚拟工厂构建模块340、显示设备350和数据分析模块360。在一些实施例中，计算系统300还可以包括：处理(或计算)设备，其被配置成执行由软件实现的用于某些操作和功能的程序代码的指令集；以及存储器，其用于存储将由处理设备使用的数据。下文将描述的一些模块可以由程序代码实现并且可以由处理设备执行。

计算系统300可以通过接口310接收数据d1。计算系统300可以通过使用数据d1来构建反映真实工厂1000情况的虚拟工厂2100，并且可以对真实工厂1000的情况进行分析。

例如，计算系统300可以通过短距离网络或长距离网络与数据收集设备100连接。中间件系统200可以仲裁网络上的数据收集设备100与计算系统300之间的通信，并且可以通过使用数据处理模块220为计算系统300执行适当的数据处理。

例如，计算系统300可以在真实工厂1000内实现，并且可以由存在于真实工厂1000中的用户直接访问。可替代地，可以将计算系统300的全部或部分组件与真实工厂1000分开，并且可以由存在于真实工厂1000中的用户远程访问。中间件系统200可以与计算系统300分开，并且可以在真实工厂1000内部或外部实现。

例如，计算系统300可以构建在云环境中驱动的虚拟工厂2100，并且可以对真实工厂1000的情况进行分析。例如，计算系统300可以使用AWS(Amazon Web Service)、Microsoft Azure等，或计算系统300可以自动构建和使用云服务器或网络服务器。因此，用户可以通过一个或多个服务器访问虚拟工厂2100，并且可以通过访问虚拟工厂2100来检查真实工厂1000情况的分析结果。

显示设备350可以如图1中所示在显示面板2000中显示分析结果2200和虚拟工厂2100的2D图像和/或3D图像，该分析结果是通过对真实工厂1000的情况进行分析而获得的。

数据库320可以存储诸如每个设施的位置和尺寸、工人的数量以及要在工厂中执行的处理种类之类的数据。数据库320可以存储用户预先输入的数据。例如，为了构建虚拟工厂，用户可以在操作计算系统之前将数据输入到数据库320。另外例如，在数据收集设备100从真实工厂1000收集数据d01、d02、d03、d04和d05之前，用户可以将数据输入到数据库320。

另外，数据库320可以存储指示真实工厂1000情况的数据。例如，数据库320可以从接口310接收数据d2并且可以存储数据d2。

建模模块330可以通过使用存储在数据库320中的数据来生成建模数据。例如，建模模块330可以包括2D、3D建模程序和QUEST，诸如AutoCAD、3D MAX或Pro-E、诸如eM-Plant或ARENA之类的模拟程序等。

建模模块330可以通过使用设施、车辆、产品和工人的3D计算机辅助设计(CAD)信息来生成与设施、车辆、产品、工人、过程和工厂相关联的建模数据。建模数据可以包括用于以2D和/或3D模型的形式在显示面板2000中显示与建模数据相对应的配置的信息。例如，计算系统300可以通过使用设施建模数据在显示面板2000中显示2D和/或3D设施模型。数据库320可以存储所生成的建模数据。

虚拟工厂构建模块340可以从接口310接收数据d2。数据d2可以包括数据d1中包括的一部分信息。例如，数据d2可以包括关于每个设施的尺寸和位置、车辆的速度、运输集装箱的速度、工人的数量以及过程的数量和种类的信息。

虚拟工厂构建模块340可以通过使用数据d2来构建反映真实工厂1000情况的虚拟工厂2100。虚拟工厂构建模块340可以从数据库320检测与数据d2相对应的建模数据。将参考图13详细地描述数据库320通过使用数据d2实时生成建模数据的情况。

虚拟工厂构建模块340可以通过使用数据d2和建模数据来生成数据d3。数据d3可以包括关于反映真实工厂1000情况的虚拟工厂2100的信息。虚拟工厂构建模块340可以将数据d3输出到显示设备350。

显示设备350可以接收数据d3。显示设备350可以如图1中所示通过使用数据d3在显示面板2000中显示虚拟工厂2100的2D图像和/或3D图像。

数据分析模块360可以从接口310接收数据d4。数据d4可以包括数据d1中包括的一部分信息。例如，数据d4可以包括关于处理时间、平均维修时间(Mean time to repair，MTTR)和平均故障间隔时间(Mean time between failures，MTBF)的信息。

数据分析模块360可以通过使用数据d4来生成数据d5。数据d5可以包括关于真实工厂1000当前情况的分析结果和/或对真实工厂1000未来情况的预测结果的信息。数据分析模块360可以将数据d5输出到显示设备350。

显示设备350可以接收数据d5。显示设备350可以如图1中所示通过使用数据d5在显示面板2000中显示真实工厂1000的当前情况和/或分析和预测真实工厂1000的未来情况的分析结果2200。

图3是用于描述图2的数据处理模块的操作的概念图。

数据处理模块220可以通过使用数据d01、d02、d03、d04和d05来生成数据d1。数据处理模块220可以通过处理数据d01、d02、d03、d04和d05中包括的一部分信息来生成数据d1。因此，数据d0可以包括与数据d01、d02、d03、d04和d05中包括的部分信息相同的信息，或者可以包括通过转换数据d01、d02、d03、d04和d05中包括的部分信息而获得的信息。将与图4至图6一起描述图3。

图4是示出从图1的真实工厂收集数据的数据收集设备的概念图。

数据收集设备100可以包括设备用数据收集设备110、车辆用数据收集设备120、集装箱用数据收集设备130、工人用数据收集设备140和工厂用数据收集设备150。

车辆用数据收集设备120、集装箱用数据收集设备130和工人用数据收集设备140可以包括各种传感器。车辆用数据收集设备120、集装箱用数据收集设备130和工人用数据收集设备140可以通过使用磁铁或粘合材料附接到车辆325、运输集装箱331、332、333和334以及工人341和342。车辆用数据收集设备120、集装箱用数据收集设备130和工人用数据收集设备140可以基于从外部电源提供的电力或基于分别包括在车辆用数据收集设备120、集装箱用数据收集设备130和工人用数据收集设备140中的电池提供的电力进行操作。

车辆用数据收集设备120可以通过传感器收集与车辆325的位置、速度、加速度和运动方向以及车辆325所在位置处的噪声强度、振动强度、温度、照度和湿度相关联的数据d02。

集装箱用数据收集设备130可以通过传感器收集与每个运输集装箱331、332、333和334的位置，以及运输集装箱331、332、333和334所在的每个位置处的噪声强度、振动强度、温度、照度和湿度相关联的数据d03。

工人用数据收集设备140可以通过传感器收集与每个工人341和342的血压和体温、每个工人341和342的位置以及工人341和342所在的每个位置处的噪声强度、振动强度、温度、照度和湿度相关联的数据d04。

参考图3，数据处理模块220可以通过使用关于工人341和342血压的信息来计算工人341和342的数量。数据d1可以包括关于工人341和342数量的信息，并且可以包括关于车辆325和运输集装箱331、332、333和334速度的信息。

设备用数据收集设备110可以包括多个监测设备110a和110b。监测设备110a和110b可以从设施311和313的外部监测设施311和313的一部分。设施311和313可以用于执行过程。设施311和设施313可以用于执行该过程中包括的一项工作。监测设备110a和110b可以安装在真实工厂1000和真实工厂1000中包括的组件中，用于监测设施311和313的一部分。例如，监测设备110a和110b可以分别安装在设施311和313中。另外例如，设备用数据收集设备110可以安装在与设施相邻的周围区域中。将参考图7详细描述将设备用数据收集设备110安装在与设施相邻的周围区域中的情况。

例如，监测设备110a和110b可以通过分别拍摄设施311的一部分和设施313的一部分，来监测设施311和313的一部分和/或过程的一项工作。在这种情况下，监测设备110a和110b可以是照相设备，诸如数码相机。

另外例如，在产品位于设施311的一部分和设施313的一部分处的情况下，监测设备110a和110b可以通过监测产品来监测设施311和313中的每一个的一部分和/或过程的一项工作。在这种情况下，监测设备110a和110b可以是能够识别物体的传感器，诸如深度传感器或视觉传感器。

监测设备110a和110b可以识别集装箱用数据收集设备130和/或产品331a。在产品331a位于位置P1处的情况下，监测设备110a可以识别附接到运输集装箱331的集装箱用数据收集设备130和/或产品331a。在识别出产品331a位于位置P1处的情况下，监测设备110a可以输出信号。例如，该信号可以包括指示在位置P1处检测到产品331a的信息。另外例如，该信号可以包括关于当产品331a位于位置P1处时由监测设备110a拍摄的图像的信息。

在产品331a从位置P1移动然后位于位置P2处的情况下，监测设备110b可以识别附接到运输集装箱331的集装箱用数据收集设备130和/或产品331a。在产品331a位于位置P2处的情况下，监测设备110b可以输出信号。例如，该信号可以包括指示在位置P2处检测到产品331a的信息。另外例如，该信号可以包括关于当产品331a位于位置P2处时由监测设备110a拍摄的图像的信息。

从监测设备110a和110b输出的每个信号可以包括关于输出对应信号的时间的时间信息。数据处理模块220可以通过使用信号中包括的时间信息来计算在监测设备110a输出信号的时间与监测设备110b输出信号的时间之间的时间差。因此，数据处理模块220可以计算产品331a从位置P1移动到位置P2所花费的时间。

然而，本发明不限于此。例如，监测设备110a和110b中的每一个可以连续地拍摄位置P1和P2的图像。监测设备110a和110b中的每一个可以实时地向数据处理模块220传输信号，该信号包括关于通过拍摄位置P1和P2获得的图像的信息。该信号可以包括关于拍摄图像的时间的信息。数据处理模块220可以处理该信号以获得关于在位置P1和P2处拍摄产品331a的时间的时间信息。

监测设备110a和110b可以安装在设施的相对两端，或者可以安装在一个过程的开始位置和结束位置，这将参考图6进行详细描述。

然而，本发明不限于此。例如，设备用数据收集设备110可以包括传感器。在这种情况下，这些传感器可以附接到设施311、312和313，以收集与设施311、312和313所在位置中每一个处的噪声强度、振动强度、温度、照度和湿度相关联的数据。

工厂用数据收集设备150可以收集与真实工厂1000的整个结构和真实工厂1000的整体情况相关联的数据。工厂用数据收集设备150可以监测真实工厂1000的整体外观。工厂用数据收集设备150可以安装在真实工厂1000的内壁上，以监测真实工厂1000的整体外观。工厂用数据收集设备150可以是诸如数码相机、深度摄像头和视觉传感器之类的设备中的一种。

数据处理模块220可以通过使用由工厂用数据收集设备150拍摄的图像和/或从工厂用数据收集设备150输出的信号来计算设施311、312和313中的每一个的尺寸和位置。数据处理模块220可以通过使用由工厂用数据收集设备150拍摄的图像和/或从工厂用数据收集设备150输出的信号来计算过程的种类、数量和规模。

图5是示出图4的工厂用数据收集设备所拍摄的图像的概念图。

工厂用数据收集设备150可以呈现真实工厂1000的整体外观。工厂用数据收集设备150所拍摄的图像3000可以包括关于真实工厂1000的结构和真实工厂1000整体情况的信息。例如，图像3000可以包括关于设施311、312、313、314和315以及办公室351和352中每一个的尺寸和位置的信息。

参考图3，数据处理模块220可以通过使用图像3000来计算设施311、312、313、314和315中的每一个的尺寸和位置。数据d1可以包括关于设施311、312、313、314和315中每一个的尺寸和位置的信息，而不是图像3000。数据处理模块220可以将关于图像3000的信息转换为关于设施311、312、313、314和315中每一个的尺寸和位置的信息，使得从数据处理模块220输出的数据d1的量减少。

图6是示出通过图4的监测设备收集数据的示例方法的概念图。

设备用数据收集设备110可以通过使用监测设备111a、111b、111c和111d来监测设施311、312、313、314和315的一部分。在一个过程中使用设施311、312、313、314和315的情况下，设备用数据收集设备110可以通过使用监测设备111a、111b、111c和111d来监测该过程的一项工作。参考图3，数据处理模块220可以通过使用从设备用数据收集设备110输出的信号来计算处理时间、平均维修时间(MTTR)和平均故障间隔时间(MTBF)。数据处理模块220可以将信号中包括的信息转换为关于处理时间、平均维修时间和平均故障间隔时间的信息，使得从数据处理模块220输出的数据d1的量减少。

监测设备111a和111b可以安装在设施311的相对端P11和P12。在运输集装箱331从位置P11移动到位置P12期间，设施311可以执行一项工作。数据处理模块220可以通过使用从监测设备111a和111b输出的信号来计算设施311执行工作所花费的处理时间、设施311的平均维修时间以及设施311的平均故障间隔时间。

监测设备111a和111c可以分别安装在设施311和313的端部P11和P13，如参考图4所述。在运输集装箱331从位置P11移动到位置P13期间，设施311、312和313可以执行一项工作。数据处理模块220可以通过使用从监测设备111a和111c输出的信号来计算设施311、312和313执行工作所花费的处理时间。

监测设备111a和111d可以分别安装在设施311和315的端部P11和P14。在运输集装箱331从位置P11移动到位置P14期间，设施311至315可以执行一项工作。数据处理模块220可以通过使用从监测设备111a和111d输出的信号来计算设施311至315执行过程所花费的处理时间。

设备用数据收集设备110可以包括多个监测设备，以监测随时间移动的产品。根据本发明的实施例，可以将多个监测设备轻松附接或安装到设施或设施中。因此，即使在真实工厂1000中使用了不能自动测量处理时间的设施的情况下，本发明也可以通过使用多个监测设备来轻松收集与设施的处理时间相关联的数据。

图7是示出了通过图4的监测设备来收集数据的示例方法的概念图。

可以在图7所示的工厂1000a中执行一个过程1500a。可能需要设施311a至314a和311b至314b、工人343和344以及车辆326和327来执行过程1500a。过程1500a可以包括一系列工作。可以由设施311a至314a和311b至314b执行这些工作。然而，本发明不限于此。例如，可以在工厂1000a中执行多个过程，并且可以由一个或多个设施、一个或多个工人、一个或多个车辆，以及一个或多个运输集装箱来执行过程1500a。

设备用数据收集设备110可以通过使用监测设备111e、111f、111g和111h来监测由过程1500a和/或设施311a至314a和311b至314b执行的工作。

过程1500a可以从设施311a开始并且可以在设施314b处完成。设施311a和314b可以分别包括装载设备319a和卸载设备319b。然而，本发明不限于此。例如，装载设备319a和卸载设备319b可以是独立于设施311a和314b的设备。装载设备319a可用于将产品331a装载到设施311a上。卸载设备319b可用于从设施314b卸载产品331a。

监测设备111e和111f可以分别监测过程1500a的开始部分和过程1500a的完成部分。详细地，监测设备111e和111f可以分别监测装载设备319a和卸载设备319b。例如，监测设备111e和111f可以安装在与设施311a和314b相邻的周围区域中。另外例如，监测设备111e和111f可以安装在与装载设备319a相邻的周围区域和与卸载设备319b相邻的周围区域中。

数据处理模块220可以通过使用从监测设备111e和111f输出的信号来计算节拍时间、瓶颈时间、每个过程的周期时间和每个过程的净周期时间。监测设备111g和111h可以对应于图4中所示的监测设备110a和110b。监测设备111g和111h可以安装在与设施311a和311b相邻的周围区域中。下文中，省略上面给出的描述以避免重复。

即，设备用数据收集设备110可以收集与过程1500a相关联的数据，以及与设施311a至314a和311b至314b相关联的数据。本发明可以通过独立于设施311a至314a和311b至314b而收集与过程1500a相关联的数据来获得关于过程1500a和工厂1000a的高可靠性的分析结果。

另外，可以直接安装在设施311a至314a和311b至314b以及设备319a和319b中，此外，可以轻松安装在与设施311a至314a和311b至314b和设备319a和319b相邻的周围区域中。因此，即使在设施311a至314a和311b至314b的一部分发生故障的情况下，也可以收集与设施311a至314a和311b至314b以及过程1500a相关联的高度可靠的数据。

图8是用于描述图2的虚拟工厂构建模块的操作的概念图。图9是示出在图2的显示面板中显示的虚拟工厂的概念图。为了更好地理解，将一起参考图1、图8和图9。

参考图8，虚拟工厂构建模块340可以从接口310接收数据d2。如图2中所示，数据d2可以包括数据d1中包括的一部分信息。数据d2可以仅包括数据d1中包括的信息中的构建虚拟工厂2100所需的信息。例如，数据d2可以包括关于每个设施的尺寸、位置和处理时间、车辆速度、运输集装箱速度以及工人数量的信息。

虚拟工厂构建模块340可以通过使用数据d2来构建反映真实工厂1000结构和工作情况的虚拟工厂2100。例如，虚拟工厂构建模块340可以通过使用数据d2中包括的关于每个设施位置的信息在虚拟工厂2100处设置设施模型来构建虚拟工厂2100。

数据库320可以存储关于数据d2和/或所构建的虚拟工厂2100的信息。建模模块330可以基于存储在数据库320中的信息来支持虚拟工厂2100的可视化。参考图9，显示设备350可以通过显示面板2000向用户提供虚拟工厂2100的可视化形状。

图10是用于描述图2的数据分析模块的操作的概念图。图11是示出在图2的显示面板中显示的真实工厂的分析结果的概念图。为了更好地理解，将一起参考图1、图10和图11。

参考图10，数据分析模块360可以从接口310接收数据d4。数据d4可以包括数据d1中包括的一部分信息。数据d4可以仅包括数据dl中包括的信息中对真实工厂1000的当前情况进行分析并预测真实工厂1000的未来情况所需的信息。例如，数据d4可以包括关于处理时间、平均维修时间、平均故障间隔时间、车辆速度、运输集装箱的速度以及工人数量的信息。

数据分析模块360可以通过使用数据d4来生成数据d5。数据d5可以包括对于用户做出关于真实工厂的决定有用的信息。

例如，数据d5可以包括关于工厂的主要KPI(关键绩效指标)的信息。

另外例如，数据d5可以包括关于真实工厂1000当前情况的分析结果和/或预测真实工厂1000的未来情况的结果的信息。参考图6，基于从监测设备111a和111c输出的信号，数据分析模块360可以对在运输集装箱331从位置P11移动到位置P13期间执行的第一工作的进度情况进行分析。在第一工作开始之后，第二工作可以从设施311开始。第二工作可以由设施311、312和313执行。数据分析模块360可以基于从监测设备111a和111c输出的信号来预测第二工作的进度情况。

另外例如，数据d5可以包括关于产品生产、设施操作状态、过程进度情况等的信息。详细地，数据d5可以包括关于以下项的信息：产品的当前提前期、产品的预测提前期、产品的当前产量、产品的预测产量、产量趋势、产品的当前库存、产品的预测库存、产品库存趋势、节拍时间、瓶颈时间、每个过程的周期时间、每个过程的净周期时间、每个过程的当前容量、每个过程的预测容量、每个过程的当前在制品库存、每个过程的预测在制品库存、每个设施的当前容量、每个设施的预测操作、拥塞、等待和故障、每个运输设备的当前容量、每个运输设备的预测操作、拥塞、等待和故障、当前过程的拥塞间隔以及每个瓶颈过程的强度。

数据d5中包括的信息可以显示在显示面板2000中。参考图11，显示设备350可以通过显示面板2000以图形或图表的形式显示真实工厂1000的当前情况和真实工厂1000的未来情况的分析结果2200。例如，分析结果2200可以显示真实工厂1000的当前产量、预测产量、设施的当前容量以及设施的预测容量。

用户可以参考在显示面板2000中显示的分析结果2200来掌握真实工厂1000的当前情况和预测情况。参考分析结果2200，用户可以建立能够最佳地维持真实工厂1000的生产计划。

图12是用于描述在图2的显示面板中显示虚拟工厂和真实工厂情况的分析结果的方法的流程图。为了更好地理解，将一起参考图2。

在操作S410中，数据收集设备100可以收集与真实工厂1000相关联的数据d01、d02、d03、d04和d05。

在操作S420中，数据收集设备100可以将收集的数据d01、d02、d03、d04和d05传输到中间件系统200。

在操作S430中，中间件系统200可以接收收集的数据d01、d02、d03、d04和d05。中间件系统200可以通过利用数据处理模块220处理收集的数据d01、d02、d03、d04和d05来生成数据d1。

在操作S440中，中间件系统200可以将数据d1传输到计算系统300。计算系统300可以接收数据d1。

在操作S450中，虚拟工厂构建模块340可以接收数据d2。虚拟工厂构建模块340可以通过使用数据d2来生成数据d3。数据d3可以包括关于虚拟工厂的信息。虚拟工厂构建模块340可以将数据d3输出到显示设备350。将参考图13详细描述操作S450。

在操作S460中，数据分析模块360可以接收数据d4。数据分析模块360可以通过使用数据d4来生成数据d5。数据d5可以包括关于分析真实工厂情况的结果的信息。数据分析模块360可以将数据d5输出到显示设备350。

在操作S470中，显示设备350可以接收数据d3和数据d5。显示设备350可以通过使用数据d3和d5在显示面板2000中显示虚拟工厂2100以及真实工厂1000情况的分析结果2200的2D图像和/或3D图像。

图13是用于描述在图2的虚拟工厂构建模块处构建虚拟工厂的方法的流程图。图13中所示的操作S515至操作S560对应于参考图12描述的操作S450。

在操作S510中，接口310可以从中间件系统200接收数据d1。

在操作S515中，接口310可以基于接收到的数据d1将数据d2传输到虚拟工厂构建模块340。

在操作S520中，接口310可以将数据d2传输到数据库320。

在操作S525中，数据库320可以存储数据d2。

在操作S530中，数据库320可以将数据d2传输到建模模块330。

在操作S535中，建模模块330可以通过使用数据d2生成与数据d2对应的建模数据。

在操作S540中，建模模块330可以将建模数据传输到数据库320。

在操作S545中，数据库320可以存储建模数据。数据库320可以存储关于建模数据与数据d2之间的对应关系的信息。通过操作S525至操作S545，数据库320可以存储建模数据、数据d2以及关于建模数据与数据d2之间的对应关系的信息。当建模数据、数据d2以及关于建模数据与数据d2之间的对应关系的信息被存储在数据库320中时，虚拟工厂构建模块340可以从数据库320中检测与数据d2相对应的建模数据。

在操作S550中，数据库320可以将建模数据传输到虚拟工厂构建模块340。

在操作S555中，虚拟工厂构建模块340可以通过使用数据d2和建模数据来生成数据d3。数据d3可以包括关于反映真实工厂1000情况的虚拟工厂2100的信息。

在操作S560中，虚拟工厂构建模块340可以将数据d3传输到显示设备350。

在操作S565中，显示设备350可以基于数据d3通过显示面板2000输出虚拟工厂2100的可视化形状。

以上描述涉及用于执行本发明的详细实施例。

与上述实施例一样，本发明中可以包括其中设计被简单地改变或容易地改变的实施例。

此外，可以包括通过使用本发明的实施例可以容易改变和实施的技术。

尽管已经参考本发明的示例性实施例描述了本发明的构思，但是对于本领域的普通技术人员显而易见的是，在不脱离以下权利要求书中阐述的本发明精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变和修改。