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用于确定用于制造产品的最优制造替代方案的方法和设备.pdf

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用于 确定 制造 产品 最优 替代 方案 方法 设备
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摘要
申请专利号:

CN201480080420.3

申请日:

2014.07.07

公开号:

CN106663229A

公开日:

2017.05.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/06申请日:20140707|||公开
IPC分类号: G06Q10/06 主分类号: G06Q10/06
申请人: 西门子公司
发明人: T.耶格; R.迈尔
地址: 德国慕尼黑
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 臧永杰;刘春元
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法律状态
申请(专利)号:

CN201480080420.3

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.06|||2017.05.10

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及用于基于以下步骤从一个或多个制造设施的当前可用的制造替代方案中确定用于制造产品的最优制造变型方案以及产生所属的制造资料的方法和设备:产生(S1)要制造的产品的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范(FF);基于所产生的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范(FF)以及可用的制造机器来确定(S2)用于制造产品的不同的可能制造替代方案;对于每个所确定的制造替代方案生成(S3)特定CAD模型(sCADM),其中对于每个所生成的特定CAD模型(sCADM)通过所属的CAM引擎(5)来产生反馈报告(EFR);评估(S4)不同的制造替代方案的所产生的反馈报告(EFR),用于确定适用于制造产品的制造替代方案,并且评估:在相应的制造替代方案的情况下是否遵守预先给定的制造公差和制造规范;和根据当前的制造情形从所确定的适合的制造替代方案中选择(S5)最优制造替代方案。

权利要求书

1.用于基于以下步骤从一个或多个制造设施的当前可用的制造替代方案中确定用于
制造产品的最优制造变型方案并且产生所属的制造资料的方法:
(a)产生(S1)所述要制造的产品的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范
(FF);
(b)基于所述所产生的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范(FF)以及所述可
用的制造机器来确定(S2)用于制造所述产品的不同的可能制造替代方案;
(c)对于每个所确定的制造替代方案生成(S3)CAD模型(sCADM)的增强,其中对于所述
CAD模型(sCADM)的每个所生成的增?#23458;?#36807;所属的CAM引擎(5)产生反馈报告(EFR);
(d)评估(S4)所述不同的制造替代方案的所述所产生的反馈报告(EFR),用于确定适用
于制造所述产品的制造替代方案,并且评估:在所述相应的制造替代方案的情况下是否遵
守预先给定的制造公差和制造规范;和
(e)根据当前的制造情形从所述所确定的适合的制造替代方案中选择(S5)所述最优制
造替代方案。
2.按照权利要求1所述的方法,其中对于所述相应的制造替代方案的所述CAD模型
(sCADM)的所述所生成的特定增强,所述CAM引擎(5)确定用于制造所述产品所必要的制造
步骤,并且为所述制造替代方案产生相应的控制程序(SP)。
3.按照权利要求2所述的方法,其中通过所述所选择的最优制造替代方案的所述所产
生的控制程序(SP)来控制所述制造设施的所述制造机器。
4.按照上述权利要求1至3之一所述的方法,其中在考虑以下方面的情况下选择所述最
优制造替代方案:
-所述分别所涉及的制造机器的能力,其中所述能力从CAD/CAM数据库(8)中被读出,
-要预期的产品特性、尤其成分、可处置性和磨损和/或几何结构尤其在有效面和功能
面处的表?#20013;?#24335;、表面特性,
-所得出的耗?#36873;?#23588;其用于制造、材料购买和运输的耗费,
-以及所述制造设施的所述当前设施状态,其中所述设施状态尤其说明:
--所述制造设施的所述制造机器和所属的制造职工的利用率和/或生产量,
--所述制造设施的所述制造机器的可用性、尤其用于维护和保养所述制造设施的所述
制造机器的维护计划,
--用于通过所述制造设施的所述制造机器制造所述产品的制造耗费,
--用于通过所述制造设施的所述制造机器制造所述产品的资源、原材料和毛坯的可用
性和/或通过所述制造设施的所述产品制造的其它自由度。
5.按照上述权利要求1至4之一所述的方法,其中所述要制造的产品的所述特定于构件
的、与制造设施无关的CAD制造规范(FF)通过CAD系统(2)产生,并且包含所述要制造的产品
的3D-CAD模型。
6.按照上述权利要求1至5之一所述的方法,其中所述特定于构件的、与制造设施无关
的CAD制造规范(FF)具有其它制造要求、尤其是所述要制造的产品的要满足的物理和/或化
学特性以及制造公差。
7.按照上述权利要求1至6之一所述的方法,其中收集所述不同的制造替代方案的所述
所产生的反馈报告(EFR),并且基于所述反馈报告以及基于所述产品的所述特定于产品的
迄今CAD制造规范,并且基于从CAD/CAM数据库中读出的数据和/或规则产生总反馈报告
(GFR),其中所述CAD系统(2)评估所述总反馈报告(GFR)用于适配所述特定于产品的、与制
造设施无关的CAD制造规范(FF)。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法,其中对于每个所标识的制造替代方案通过CAD
模型生成器(3)基于从CAD/CAM数据库(8)中读出的数据和/或规则生成所述CAD模型
(sCADM)的特定增强。
9.按照权利要求8所述的方法,其中基于所述CAD模型的通过所述CAD模型生成器(3)生
成的所述特定增强并且基于尤其在所述不同的制造替代方案的可用测试和测量方法方面
的数据和/或规则,生成用于监控所述所制造的产品的产品质量的测量和检验计划(MP),所
述测量和检验计划被传输给所述制造设施的测量和检验装置(10),其中所述数据和/或规
则从所述CAD/CAM数据库(8)中被读出。
10.用于从一个或多个制造设施的当前可用的制造替代方案中提供用于制造产品的最
优制造变型方案的设备(1),所述设备具有:
-CAD系统(2),所述CAD系统(2)用于产生所述要制造的产品的特定于产品的、与制造设
施无关的CAD制造规范(FF),
-CAD模型生成器(3),所述CAD模型生成器(3)基于通过所述CAD系统(2)产生的所述特
定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范(FF)来确定用于制造所述产品的不同的可能
制造替代方案,其中对于每个所确定的制造替代方案生成所述CAD模型(sCADM)的增强,所
述增?#23458;?#36807;所属的CAM引擎(5)测试用于产生反馈报告(EFR),以及具有
-评估单元(4),所述评估单元(4)评估所述不同的制造替代方案的所述所产生的反馈
报告(EFR),用于确定适用于制造所述产品的制造替代方案,并且根据所有可用的规范和影
响参量从所述所确定的适合的制造替代方案中选择所述最优制造替代方案。
11.按照权利要求10所述的设备,
其中每个CAM引擎(5)为所述CAD模型(sCADM)的所述分别所属的特定增强产生控制程
序(SP),其中对于所述相应的制造替代方案通过所述CAD模型生成器(3)生成所述特定增
强,其中所述控制程序(SP)操控用于制造所述产品的所述制造设施的制造机器。
12.按照权利要求10或11所述的设备,
其中所述评估单元(4)访?#36866;?#25454;库(8),所述数据库(8)在制造工艺和/或制造步骤和/
或制造规则方面存储关于材料特性的知识和规则以及CAD和CAM数据。
13.按照上述权利要求10至12之一所述的设备,
其中所述评估单元(4)根据产品特征参量以及所述制造设施的所述当前制造情形实施
所述最优制造替代方案的所述选择,其中所述制造设施的当前设施状态被考虑,所述当前
设施状态具有:
-所述制造设施的所述制造机器和所属的制造职工的利用率和/或生产量,
-所述制造设施的所述制造机器的可用性、尤其是用于维护和保养所述制造设施的所
述制造机器的维护计划,
-用于通过所述制造设施的所述制造机器制造所述产品的制造耗费,
-用于通过所述制造设施的所述制造机器制造所述产品的资源、原材料和毛坯的可用
性和/或所述制造设施的所述制造机器的其它自由度。
14.按照上述权利要求10至13之一所述的设备,
其中收集所述不同的制造替代方案的所述所产生的反馈报告(EFR),并且基于所述反
馈报告以及基于所述产品的所述特定于产品的迄今CAD制造规范(FF),并且基于从CAD/CAM
数据库中读出的数据和/或规则产生总反馈报告(GFR),其中所述CAD系统(2)评估所述总反
馈报告(GFR)用于适配所述特定于产品的CAD制造规范(FF)。
15.具有用于制造至少一个产品、尤其构件的制造机器的制造设施,具有按照上述权利
要求10至14之一所述的设备(1)。

说明书

用于确定用于制造产品的最优制造替代方案的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于确定用于制造产品的最优制造替代方案
(Fertigungsalternative)的方法和设备,并且尤其涉及通过集成基于知识的系统来优化
CAD/CAM接口。

背景技术

计算机集成制造CIM(Computer Integrated Manufacturing)包括最大不同的活
动(T?tigkeiten),所述活动在企业中被计算机辅助,并且尤其包括CAD(Computer Aided
Design(计算机辅助设计))、也即计算机辅助式对象设计以及CAM(Computer Aided
Manufacturing(计算机辅助制造))、也即计算机辅助式产品制造。计算机辅助制造CAM表示
使用与CMT机器无关的控制软件用于创建控制代码。传统的CAD系统拥有以下可能性:创建
构件的3D-CAD数据模型,所述3D-CAD数据模型构成用于制造所述构件的基础。为了扩?#26500;?br />能性,这样的程序通常具有接口,其中其它功能性、所谓的插件(Plug-in)可以借助于所述
接口被集成。为了能够尽可能自动化地制造产品、尤其构件,在创建CAD绘图期间已经可以
通过CAD系统判定:应当基于哪些材料以及基于哪种制造技术来制造以3D绘图的形式所涉
及的产品或者构件。

然而,在传统的系统情况下存在如下灵活性问题:在这样早的时间点、也即在创建
CAD绘图时,但是大多还不存在关于要制造的产品或者构件的所有信息。此外,制造相关信
息、诸如制造机器的机器利用率、所制造的产品或者构件的交付地点、用于制造产品或者构
件的目前订货情况以及关于机器和工具状态的信息,在该早的时间点还不存在,并且只有
后来、尤其在制造的过程中才变得可用。然而因为为了最优地制造产品或者构件,需要最优
地规定所使用的材料和所使用的制造技术,所以传统的CIM系统仅次优地工作。此外,在传
统的CIM系统情况下,在制造期间由情形决定地转向其它材料或机器或者制造技术仅通过
重新设计由CAM系统所提供的CAD绘图才是可能的。

除了上面提及的灵活性问题外,传统的CIM系统此外具有质量问题,因为根据产品
或者构件的设计和制造要作出的判定取决于大量复杂的、彼此有关的影响因素。然而在传
统的CIM系统的情况下,仅在这方面经训练的专家拥有所属的知识或者相应的信息,所述专
?#20197;?#35768;多情况下不是现场可用的。因此,在要制造的产品或者要制造的构件方面的许多设
计判定仅以次优的方式被作出,其中尤其用于制造产品或者构件的最优制造变型方案或者
制造替代方案最大程度地保持未被考虑。

发明内容

因此本发明的任务是,提供方法和设备,所述方法和设备克服传统系统的上面提
及的缺点,并且尤其确保以高的质量灵活地制造产品或者构件。

按照本发明的第一方面,通过具有在专利权利要求1中说明的特征的方法来解决
所述任务。

因此本发明提供以下方法,所述方法用于基于以下步骤从一个或多个制造设施
(Fertigungsanlagen)的当前可用的制造替代方案中确定用于制造产品的最优制造变型方
案,并且产生所属的制造资料:

产生要制造的产品的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范;

基于所产生的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范以及可用的制造机器来
确定用于制造产品的不同的可能制造替代方案;

对于每个所确定的制造替代方案生成CAD模型的增强,其中对于CAD模型的每个所生成
的增?#23458;?#36807;所属的CAM引擎来产生反馈报告;

评估不同的制造替代方案的所产生的反馈报告,用于确定适用于制造产品的制造替代
方案,并且评估:在相应的制造替代方案的情况下是否遵守预先给定的制造公差和制造规
范;和

根据当前的制造情形从所确定的适合的制造替代方案中选择最优制造替代方案。

在按照本发明的方法的一种可能的实施方式中,对于相应的制造替代方案的CAD
模型的所生成的特定增强,CAM引擎确定为制造产品所必要的制造步骤,并且为所述制造替
代方案产生相应的控制程序。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,通过所选择的最优制造替代方案
的所产生的控制程序来控制制造设施的制造机器。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,在考虑不同的准则情况下选择最
优制造替代方案,所述不同的准则尤其是分别所涉及的制造机器的能力,其中所述能力可
以从CAD/CAM数据库中读出;要预期的产品特性、尤其成分、可处置性或磨损等;和/或几何
结构的表?#20013;?#24335;(Auspr?gung)、表面特性(尤其在有效面和功能面处);以及所得出的耗?#36873;?br />尤其用于制造、材料购买和运输等的耗费;以及制造设施的当前设施状态。

在按照本发明的方法的一种可能的实施方式中,制造设施的设施状态尤其说明:

制造设施的制造机器和所属的制造职工的利用率和/或生产量(Durchsatz),

制造设施的制造机器的可用性、尤其用于维护和保养制造设施的制造机器的维护计
划、用于通过制造设施的制造机器来制造产品的制造耗费和/或用于通过制造设施的制造
机器来制造产品的资源、原材料和毛坯的可用性和/或通过制造设施的产品制造的其它自
由度。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,要制造的产品的特定于构件CAD
制造规范通过CAD系统来产生,并且包含要制造的产品的3D-CAD模型。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,特定于构件的CAD制造规范具有
其它制造要求、尤其要制造的产品的要满足的物理和/或化学特性以及制造公差。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,收集不同的制造替代方案的所产
生的反馈报告,并且基于所述反馈报告以及基于产品的特定于产品的迄今CAD制造规范,并
且基于从CAD/CAM数据库中读出的数据和/或规则产生总反馈报告,其中CAD系统评估所述
总反馈报告用于适配特定于产品的CAD制造规范。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,为每个所标识的制造替代方案通
过CAD模型生成器基于从CAD/CAM数据库中读出的数据和/或规则生成特定CAD模型。

在按照本发明的方法的另一可能的实施方式中,基于通过CAD模型生成器生成的
特定CAD模型并且基于从CAD/CAM数据库中读出的数据和/或规则(尤其鉴于不同的制造替
代方案的可用的测试和测量方法)来生成用于监控所制造的产品的产品质量的测量和检验
计划,所述测量和检验计划被传输给制造设施的测量和检验装置。

按照第二方面,本发明此外提供具有在专利权利要求10中说明的特征的用于提供
最优制造替代方案的设备,所述最优制造替代方案用于制造产品、尤其构件。

因此本发明提供用于提供最优制造替代方案的设备,所述最优制造替代方案用于
制造产品、尤其构件,所述设备具有:

CAD系统,所述CAD系统用于产生要制造的产品的特定于产品的、与制造设施无关的CAD
制造规范,

CAD模型生成器,所述CAD模型生成器基于通过CAD系统产生的特定于产品的、与制造设
施无关的CAD制造规范来确定用于制造产品的不同的可能制造替代方案,其中对于每个所
确定的制造替代方案生成CAD模型的特定增强,所述特定增?#23458;?#36807;用于产生反馈报告的所
属的CAM引擎来测试,并且具有

评估单元,所述评估单元评估不同的制造替代方案的所产生的反馈报告,用于确定适
用于制造产品的制造替代方案,并且根据所有可用的规范和影响参量从所确定的适合的制
造替代方案中选择最优制造替代方案。

用于制造替代方案的CAD模型的增强对应于制造替代方案的相应的制造技术和/
或相应的制造设施和/或相应的制造方法。

在按照本发明的设备的一种可能的实施方式中,每个CAM引擎为CAD模型的分别所
属的增强产生控制程序,其中对于相应的制造替代方案通过CAD模型生成器生成所述增强,
所述控制程序操控用于制造产品的制造设施的制造机器。

在按照本发明的设备的另一可能的实施方式中,评估单元访?#36866;?#25454;库,所述数据
库在制造工艺和/或制造步骤和/或制造规则方面存储关于材料特性的知识和规则以及CAD
和CAM数据。

在按照本发明的设备的另一可能的实施方式中,评估单元根据产品特征参量以及
制造设施的当前制造情形来实施最优制造替代方案的选择。

在此,优选地考虑制造设施的当前设施状态,所述设施状态尤其具有:

制造设施的制造机器和所属的制造职工的利用率和/或生产量,

制造设施的制造机器的可用性、尤其用于维护和保养制造设施的制造机器的维护计
划,

用于通过制造设施的制造机器制造产品的制造耗费,和

用于通过制造设施的制造机器制造产品的资源、原材料和毛坯的可用性和/或制造设
施的制造机器的其它自由度。

在按照本发明的设备的另一可能的实施方式中,收集不同制造替代方案的所产生
的反馈报告,并且基于所述反馈报告以及基于产品的特定于产品的迄今CAD制造规范并且
基于从CAD/CAM数据库中读出的数据和/或规则产生总反馈报告,其中CAD系统评估所述总
反馈报告用于适配特定于产品的CAD制造规范。

按照第三方面,本发明此外提供具有在专利权利要求15中说明的特征的制造设
施,所述制造设施具有用于制造至少一个产品、尤其构件的制造机器。

因此本发明提供一种制造设施,所述制造设施具有用于制造至少一个产品、尤其
构件的制造机器,具有用于从当前可用的制造替代方案中提供用于制造产品的最优制造变
型方案的设备,所述制造设施具有:

CAD系统,所述CAD系统用于产生要制造的产品的特定于产品的、与制造设施无关的CAD
制造规范,

CAD模型生成器,所述CAD模型生成器基于通过CAD系统产生的特定于产品的、与制造设
施无关的CAD制造规范来确定用于制造产品的不同的可能制造替代方案,其中对于每个所
确定的制造替代方案生成CAD模型的增强,所述CAD模型通过所属CAM引擎测试用于产生反
馈报告,以及具有

评估单元,所述评估单元评估不同制造替代方案的所产生的反馈报告,用于确定适用
于制造产品的制造替代方案,并且根据所有可用的规范和影响参量来从所确定的适合的制
造替代方案中选择最优制造替代方案。

在按照本发明的制造设施的一种可能的实施方式中,CAM引擎为CAD模型的分别所
属的增?#21487;?#25104;控制程序,其中对于相应的制造替代方案通过设备的CAD模型生成器生成所
述CAD模型,所述控制程序操控用于制造产品的制造设施的制造机器。

在按照本发明的制造设施的一种可能的实施方式中,设备的评估单元访?#36866;?#25454;
库,所述数据库在制造工艺和/或制造步骤和/或制造规则方面存储关于材料特性的知识和
规则以及CAD和CAM数据。

在按照本发明的制造设施的另一可能的实施方式中,设备的评估单元根据产品特
征参量以及制造设施的当前制造情形实施最优制造替代方案的选择,其中优选地考虑制造
设施的当前设施状态,所述设施状态尤其具有:

制造设施的制造机器和所属的制造职工的利用率和生产量,

制造设施的制造机器的可用性、尤其用于维护和保养制造设施的制造机器的维护计
划,

用于通过制造设施的制造机器制造产品的制造耗费,

用于通过制造设施的制造机器制造产品的资源、原材料和毛坯的可用性和/或制造设
施的制造机器的其它自由度。

在按照本发明的制造设施的另一可能的实施方式中,收集不同的制造替代方案的
所产生的反馈报告,并且基于所述反馈报告以及基于产品的特定于产品的、与制造设施无
关的迄今CAD制造规范并且基于从CAD/CAM数据库中读出的数据和规则产生总反馈报告,其
中CAD系统评估所述总反馈报告用于适配特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范。

附图说明

随后,参考附图进一步阐述按照本发明的不同方面的可能实施方式。

图1示出流程图,所述流程图用于示出按照本发明第一方面的按照本发明的方法
的实施例;

图2示出框图,所述框图用于示出按照第二方面的用于提供最优制造替代方案的设备
的实施例;

图3示出详细略图,所述详细略图用于阐述用于确定用来制造产品的最优制造变型方
案的按照本发明的方法和按照本发明的设备的工作原理。

具体实施方式

如在图1中可以看出的,按照本发明的方法具有多个步骤,所述方法用于从一个或
多个制造设施的当前可用的制造替代方案中确定用于制造产品的最优制造变型方案,用以
提供所属的制造资料。

在所示出的实施例中,首先在步骤S1中产生要制造的产品或者构件的特定于产品
的、与制造设施无关的CAD制造规范(CAD-Fertigungsvorgabe)。所述CAD制造规范或者CAD
处方(Rezept)优选地借助于CAD系统来生成。在一种可能的实施方式中,特定于产品的、与
制造设施无关的CAD制造规范具有要制造的产品的CAD数据模型。CAD数据模型说明要制造
的产品的重要的相关核心特性,其中所使用的制造技术不允许违反所述重要的相关核心特
性。CAD数据模型优选地是3D-CAD数据模型。在此,CAD数据模型优选地已经不像在传统的系
统情况下那样具有特定的制造规程(Fertigungsanweisung),而是代替地包含对以下方面
的提示:用于制造产品的哪些制造替代方案可以考虑或者准备好,并?#20197;?#27492;应该遵守哪些
制造规范和制造公差。

在另一步骤S2中,基于所产生的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范和
相应制造设施的可用的制造机器,确定用于制造产品的不同的可能制造替代方案。在此所
使用的特定于构件或者特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范可以具有其它制造
要求、尤其是要制造的产品的要满足的物理和/或化学特性以及允许的制造公差。

在另一步骤S3中,对于每个所确定的制造替代方案生成CAD模型的增强
(Anreicherung)。对于CAD模型的每个所生成的增强,通过所属的CAM引擎(Engine)产生反
馈报告。按照CAD数据模型的格式以及按照在制造设施中分别使用的制造机器的类型和品
牌(Fabrikat),使用特定的、对此适用的CAM引擎用于产生控制程序,所述控制程序用于制
造确定的构件或者产品。所述CAM引擎也使得能够执行可信性检查或者可信性检验并?#20197;?br />此提供相应的反馈报告。在反馈回路中可以适配核心特性,使得由最初的CAD模型形成具有
从CAM引擎所获得的反馈的最终的CAD模型。

在另一步骤S4中,评估不同的制造替代方案的所产生的反馈报告,用以确定适用
于制造产品的制造替代方案,其中考虑:在相应的制造替代方案的情况下是否遵守预先给
定的制造公差和制造规范。

在另一步骤S5中,根据当前的制造情形从所确定的适合的制造替代方案中选择最
优制造替代方案。所述选择涉及设计的适配(Anpassung),其中尽可能多的不同的制造设施
和/或制造技术可以被使用,其中制造者拥有所述制造设施和/或制造技术。在此优选地在
考虑不同的准则的情况下选择最优制造替代方案,所述不同的准则尤其是所涉及的相应制
造机器的能力,其中所述能力例如从CAD/CAM数据库中被读出;产品的要预期的产品特性、
尤其成分(Inhaltstoffe)、可处置性以及磨损;所得出的制造耗?#36873;?#23588;其用于制造、材料购
买的耗费和运输耗费;以及所涉及的制造设施的当前设施状态。所述设施状态尤其具有以
下说明:也即制造设施的制造机器和所属制造职工的利用率和/或生产量、制造设施的制造
机器的可用性、尤其用于维护和保养制造设施的制造机器的维护计划、用于通过制造设施
的制造机器来制造产品的制造耗?#36873;?#21644;用于通过所涉及的制造设施的制造机器来制造产品
的资源、原材料和毛坯的可用性和/或通过制造设施的产品制造的其它自由度。在此,按照
本发明的方法使用适合的接口,用以截取并?#20197;?#36873;择时考虑相关数据、也即当前涉及的制
造设施的当前状态和相关联的规划。

要制造的产品的在步骤S1中所产生的特定于构件的、与制造设施无关的CAD制造
规范优选地通过CAD系统产生,并且包含要制造的产品的3D-CAD模型。在此,特定于构件的、
与制造设施无关的CAD制造规范优选地具有其它制造要求、尤其是要制造的产品的要满足
的物理和/或化学特性以及要遵守的制造公差。

当在步骤S2中根据CAD制造规范确定了用于制造产品的不同的可能制造替代方案
之后,在步骤S3中对于每个所确定的制造替代方案生成CAD模型的特定增强,其中这优选地
由CAD模型生成器基于数据和/或规则来生成,其中所述数据和/或规则从CAD/CAM数据库中
被读出。基于CAD模型的通过CAD模型生成器所生成的特定增强或者基于从CAD/CAM数据库
中读出的数据和/或规则(尤其鉴于不同制造替代方案的可用的测试和测量方法),优选地
生成用于监控所制造的产品的产品质量的测量和检验计划,所述测量和检验计划被传输给
制造设施的测量和检验装置。

对于CAD模型的每个所生成的特定增强,通过所属的CAD引擎在步骤3中产生反馈
报告。优选地收集不同的制造替代方案的所产生的反馈报告,并且基于所述反馈报告以及
基于产品的特定于产品的、与制造设施无关的迄今的CAD制造规范,并且基于从CAD/CAM数
据库中读出的数据和/或规则产生总反馈报告,其中CAD系统评估所述总反馈报告,用于适
配特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范。

图2示出用于示出按照本发明另一方面的按照本发明的设备的可能的实施例的框
图,其中所述按照本发明的设备用于确定最优制造变型方案并且用于制造产品。

如在图2中可以看出的,按照本发明的设备1在示出的实施例中具有CAD系统2,所
述CAD系统2产生或者生成要制造的产品的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范。

设备1此外包含CAD模型生成器3,所述CAD模型生成器3基于通过CAD系统2所产生
的特定于产品的CAD制造规范来确定用于制造产品的不同的可能制造替代方案。在此,对于
每个所确定的制造替代方案生成CAD模型的特定增强,所述增?#23458;?#36807;所属的CAM引擎测试用
于产生反馈报告。

设备1此外包含评估单元4,所述评估单元4评估不同的制造替代方案的所产生的
反馈报告,用于确定适用于制造产品的制造替代方案,并且接着根据可用的规范
(Vorgaben)和影响参量从所确定的适合的制造替代方案中选择最优制造替代方案。

每个CAM引擎优选地对于CAD模型的分别所属的特定增?#21487;?#25104;控制程序,其中所述
增?#23458;?#36807;用于相应的制造替代方案的CAD模型生成器3生成,所述控制程序操控用于制造产
品的制造设施的制造机器。

设备1的评估单元4优选地访?#36866;?#25454;库,所述数据库在制造工艺和/或制造步骤和/
或制造规则方面存储关于材料特性的知识和规则以及CAD和CAM数据。评估单元4优选地根
据产品的产品特征参量以及制造设施的当前制造情形来选择最优制造替代方案,其中制造
设施的当前设施状态被考虑。

在图2中示出的用于提供最优制造变型方案的设备1在一种可能的实施方式中集
成在制造设施的控制设备中。按照图2的按照本发明的设备1在此优选地为所选择的制造替
代方案提供相应的控制程序,其中通过所选择的最优制造替代方案的所提供的控制程序来
操控制造设施的制造机器。

按照另一方面,本发明提供具有多个用于制造产品的制造机器的制造设施,其中
制造设施的制造机器通过控制程序来操控,所述控制程序通过一个或多个控制设备来操
控,所述控制设备分别包含用于确定用于制造产品的最优制造变型方案的设备,如在图2中
所示出的。制造机器可以实施制造工艺的不同制造步骤。对于每个制造步骤,也可以存在相
同或者不同类型或结构类型的多个制造机器。

图3示出用于阐述按照本发明的方法和按照本发明的设备的工作原理的略图。如
在图3中可以看出的,在那里示出的系统具有设备1,所述设备1用于确定用于制造产品的最
优制造变型方案,所述设备1尤其包含CAD系统2、CAD模型生成器3和评估单元4。CAD系统2提
供要制造的产品的所谓的制造处方或特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范FF。基
于所产生的特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范FF和在制造设施中可用的制造
机器,确定不同的可能制造替代方案。设备1的CAD模型生成器3接着对于每个所确定的制造
替代方案生成CAD模型的特定增强。如在图3中所示出的,CAD模型生成器3生成CAD模型
sCAD-M的特定增强,所述CAD模型被输?#36879;?#29305;定CAM引擎5。对于CAD模型的每个所生成的特
定增强,通过所属的CAM引擎5生成单反馈报告EFR。在将CAD模型的每个单个特定增强转交
给了特定CAM引擎5之后,CAM引擎5优选地执行可信性测试,其中可信性测试的结果被存放
在单反馈报告EFR中。只要在CAM引擎5的可信性测试中没有标识出(identifiziert)难以克
服的技术?#20064;?#29305;定CAM引擎5就基于CAD模型的所获得的特定增强来确定对于制造构件或
者产品所需要的加工步骤,并且为制造设施的相应的特定制造机器6生成对此所必要的控
制程序SP。为了制造产品或构件、尤其机械构件,通常存在不同的制造机器类型、例如车床、
铣床、折弯机等等,并且也存在不同的制造机器实施方案。按照所需要的制造精度或者要处
理的材料和要制造的件数,所述制造机器的不同的制造机器类型和制造机器实施方案以不
同的方式适用于进行相应的制造步骤。通过所选择的最优制造替代方案的控制程序SP操控
制造设施的制造机器6。如在图3中所示出的,通过设备1的评估单元4选择最优制造替代方
案,所述评估单元4可以包含特定于情形的判定器(Entscheider)。基于所有之前已经产生
的制造替代方案和制造设施的当前设施状态,所述子系统为各个制造步骤标识制造设施的
分别最优的特定制造机器6。根据所述判定,分别所属的控制程序SP被转交给制造设施的相
应的制造机器并?#20197;?#37027;里被实施。

在图3中所示出的实施例中,在图3中所示出的单反馈报告EFR到达检验装置7,所
述检验装置7可以集成在设备1中。检验装置7收集特定CAM引擎5的单反馈报告EFR,并且由
此基于规范和CAD制造规范FF和CAD/CAM知识数据库8的所存放的知识以及所读出的规则来
创建总反馈报告GFR。在一种可能的实施方式中,总反馈报告GFR基本上由单反馈报告EFR和
所有特定CAD模型sCAD-M组成。在一种可能的实施方式中,所述信息通过基于CAD制造规范
FF评估并?#20197;?#32771;虑知识和规则的情况下的认识来补充,其中所述知识和规则被存储在CAD/
CAM数据库8中。总反馈报告包括被输?#36879;?#35774;备1的CAD系统2,用于适配或者修正。CAD系统2
评估所获得的总反馈报告GFR,用于适配特定于产品的、与制造设施无关的CAD制造规范FF。

在图3中所示出的实施例中,设备1此外包含测量和检验计划生成器9。所述子系统
在借助于从CAD/CAM数据库8中读出的知识的情况下,从CAD模型sCAD-M的相应的特定增强
中产生所属的测量和检验计划MP。所述测量和检验计划MP在图3中所示出的实施例中被输
?#36879;?#27979;量装备10。所述测量装备10尤其如下监控所制造的构件或者产品的产品质量:在通
过制造设施的制造机器制造产品的情况下是否遵守在CAD模型中所要求的制造规范和制造
公差。

如在图3中所示出的,在一种可能的实施方式中,CAD系统2可以使用特定于情形的
辅助系统,所述辅助系统可以作为插件P集成在CAD系统2中。插件P实施特定于情形的辅助
系统,所述辅助系统可以基于当前的建模步骤并且基于在数据库8中所存放的信息给出特
定于情形的提示和建议(Anregungen),并且因此支持建模工作或者建模步骤,并?#20918;?#20813;错
误或者使得可识别设计中的弱点。

CAD/CAM数据库8存储知识基础、CAD/CAM数据以及不同的制造规则。只要信息已经
基于现有的技术被呈现,那么所述信息可以在没有进一步复制(Umkopieren)或者重建的情
况下被使用。数据维护或者信息数据维护在这样的情况下可以通过独立的第三机构或者实
体(Instanz)进行。否则,借助于知识获取系统(Wissensakquisesystem)11将相应的知识或
者相应的信息收入到共同知识库中。知识获取系统11在此可以使用局部(lokale)问题解决
方案、尤其公司内部知识或者本地专家知识LEW,或者访问全局可用的系?#25345;?#35782;GSW。在此情
况下尤其涉及关于不同数据格式、CAD模型类型、各个制造机器的限制和可能性、测试方法
以及工具的知识或信息。此外,设备1的知识获取系统11尤其经由网络接口、例如因特网网
络接口可以访问全局可用的技术知识GTW。全局可用的技术知识GTW除了技术性知识TW外,
也包括基本本体论BO。在此情况下,可以使用关于各种制造材料和制造工艺的特性和限定
的技术知识或者技术信息。

在按照本发明的方法和按照本发明的设备1的一种可能的实施方式中,在选择最
优制造替代方案时由评估单元4考虑制造的不同自由度FG。设备1为此拥有接口,以便截取
和考虑所述数据、尤其相关联的制造规划和当前制造设施的设施状态。为此,也可以使用当
前的规划、利用率和运行数据PAB,如在图3中所示出的。这些规划、利用率和运行数据可以
由用于项目执行(Projektabwicklung)的现有系统来提供。通过使用当前的规划、利用率和
运行数据PAB来确保:在考虑刚好占优势的边界条件的情况下在质量、生产量和所需要的资
源方面最优地使用制造设施的制造机器。边界条件例如涉及可能的限定、利用率、干扰或者
目前现有的订货情况。

在图3中所示出的系统允许自动化地使用CAD/CAM信息数据,以便获得对于在构件
或者产品方面分别排?#25317;?#20505;的设计判定的特定于情形的辅助。基于当前的制造任务和设施
状态以及当前的制造自由度FG,使用最优的制造方法和对此适用的制造机器。按照本发明
的系统和按照本发明的方法在考虑尽可能所有存在的当前制造参数的情况下,允许在资源
利用率、质量、物流和客户满意?#30830;?#38754;的最优制造。按照本发明的方法和按照本发明的设备
由于在要制造的产品的产品设计中提早考虑而在制造灵活性方面允许制造自由度FG的最
大充分利用,其中所述制造自由度由于制造设施的存在的机械总拥有量(Maschinenpark)
而是可能的。按照本发明的系统允许制造数据与制造设施的具体存在的制造机器去耦。在
此,通过当在制造技术和制造材料的上下文中进行设计判定时借助于?#36824;?#36896;为插件P的特
定于情形的辅助系统自动化地辅助来避免构件设计中的弱点,所述辅助系统可以渐显
(einblenden)提示和建议。所述系统可以使用标准化的、与制造商无关的、成熟的和所设立
的基础技术。按照本发明的方法和系统可以以简单的方式被包含到现有的工具概览
(Werkzeuglandschaften)和工艺中。按照本发明的系统此外尤其在存在的知识、制造规则
以及可能的例外方面可以灵活地普遍性地被扩展。按照本发明的系统基于(aufsetzen)分
布式存在的知识库的现有组合、尤其在原料和半成品特性、工具特性、设备信息以及资源库
方面的知识。

关于本文
本文标题:用于确定用于制造产品的最优制造替代方案的方法和设备.pdf
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