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Verfahren zur Auswahl und/oder Fertigung von
Automatisierungshardware
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Auswahl und/oder Fertigung von Automatisierungshardware. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Verfahren, das automatisch die Auswahl
geeigneter, also für einen
jeweils zu steuernden und/oder zu überwachenden technischen Prozess
passender Automatisierungshardware unterstützt.
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Unter dem Oberbegriff Automatisierungshardware
wird dabei und im Folgenden jegliche zur Steuerung und/oder Überwachung
eines technischen Prozesses geeignete Hardware, wie z. B. intelligente
Steuerungsgeräte,
nämlich
Prozessrechner, speicherprogrammierbare Steuerungen oder dezentrale
Peripheriegeräte,
etc., sowie Ein- und/oder Ausgabebaugruppen für solche Rechner, Steuerungen oder
Peripheriegeräte
in einer Ausführung
zum Anschluss digitaler oder analoger Ein- oder Ausgänge des
technischen Prozesses, zusammengefasst. Zur Automatisierungshardware
gehören
ferner auch Mittel zur kommunikativen Verbindung der oben genannten
Geräte
untereinander, wie Busanschaltungen, Busverbindungen und dergleichen.
Ferner gehören
zur Automatisierungshardware auch Funktionseinheiten, wie z. B.
Regler, Motoransteuerungen, wie z. B. Frequenzumrichter, Drehzahlwächter und Grenzwertmelder,
etc. Schließlich
gehört
zur Automatisierungshardware auch noch die unmittelbare Prozessperipherie,
nämlich
Geräte
wie Schalter, Taster, Endschalter (mechanisch, induktiv, kapazitiv), Lichtschranken
und dergleichen, die zur Aufnahme von Zuständen des jeweils gesteuerten
und/oder überwachten
technischen Prozesses, und solche Geräte wie Ventile, Motoren, Leuchtmittel
und dergleichen, die zur Beeinflussung des technischen Prozesses
vorgesehen und geeignet sind. Die Gesamtheit nicht nur der vorstehend
exemplarisch aufgezählten
Geräte
sondern auch funktionsäquivalenter anderer
Geräte
oder sonst im Umfeld der Automatisierung technischer Prozesse bekannter
Geräte
wird zusammenfassend als Automatisierungshardware bezeichnet. Einzelne
Geräte
aus diesem Spektrum, wie z. B. eine speicherprogrammierbare Steuerung oder
ein dezentrales Peripheriegerät
aber auch ein Sensor oder ein Aktor, wie ein Schalter oder ein Motor,
werden im Folgenden als Automatisierungskomponente oder Automatisierungsgerät bezeichnet.
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Die Auswahl von Automatisierungshardware erfolgt
heute manuell, wobei auf die Erfahrung und die Kenntnis der jeweils
mit solchen Aufgaben betrauten Fachleute zurückgegriffen wird. Solche Fachleute
kennen üblicherweise,
z. B. aus zurückliegenden
Automatisierungsvorhaben und daraus resultierenden Automatisierungslösungen,
also dem Einsatz einer konkreten Automatisierungshardware zur Steuerung
und/oder Überwachung
eines konkreten technischen Prozesses unter Kontrolle einer spezifischen Steuerungssoftware,
das Produktspektrum einzelner Anbieter von Automatisierungshardware.
Anhand dieses Wissens über
einzelne Automatisierungskomponenten werden solche Komponenten ausgewählt, die
der jeweilige Bearbeiter für
geeignet hält.
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Nachteilig bei diesem bekannten Vorgehen ist
jedoch, dass die Kenntnis des jeweiligen Bearbeiters über die
Gesamtheit der zur Verfügung
stehenden Automatisierungshardware notwendig beschränkt ist.
Die Entscheidung für
oder gegen eine bestimmte Automatisierungskomponente ist möglicherweise
stärker
davon beeinflusst, ob der Bearbeiter diese Komponente kennt, als
von sachlich-technischen Überlegungen,
wie etwa die optimale Eignung für
die jeweilige Automatisierungsaufgabe oder Automatisierungsteilaufgabe.
Des Weiteren kann selbst umfassendes Fachwissen des jeweiligen Bearbeiters niemals
zur Gänze
eventuelle Abhängigkeiten
einzelner Automatisierungskomponenten untereinander berücksichtigen.
Selbst wenn besondere Detailkenntnisse über das Lieferspektrum einer
Vielzahl von Anbietern im Bereich der Automatisierungshardware einem
Bearbeiter die Auswahl optimaler Komponenten eines ersten Anbieters
für eine
erste Automatisierungsteilaufgabe und optimaler Komponenten eines
zweiten Anbieters für
eine zweite Automatisierungsteilaufgabe ermöglichen, kann sich ein erhebliches
Problem aus der gemeinsamen Verwendung von Automatisierungskomponenten
zweier verschiedener Anbieter ergeben, weil diese etwa nicht miteinander
kompatibel sind und das Vorsehen geeigneter Schnittstellen einen
unverhältnismäßig hohen
Mehraufwand bedingt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die oben aufgezeigten
Nachteile vermieden werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu sind bei dem Verfahren
zur Auswahl und/oder Fertigung von Automatisierungshardware, wie
sie zur Steuerung und/oder Überwachung
eines zu automatisierenden technischen Prozesses entsprechend einer
Automatisierungslösung
geeignet oder erforderlich ist, die folgenden Schritte vorgesehen:
- a) es wird eine elektronisch lesbare Beschreibung einer
Automatisierungslösung
erstellt,
- b) die Beschreibung wird mittels eines computergestützten Analysewerkzeugs
analysiert,
- c) das Analysewerkzeug initiiert zu einzelnen Elementen der
Beschreibung einen Dialog mit einem Benutzer – im Folgenden als Benutzerdialog
bezeichnet – zur
Spezifikation einzelner Komponenten der Automatisierungshardware,
- d) entsprechend der Analyse der Beschreibung wird die jeweilige
Automatisierungshardware ausgewählt
und/oder gefertigt.
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Jede Beschreibung der Automatisierungslösung geht üblicherweise
von einer Beschreibung des zu automatisierenden technischen Prozesses
aus. Eine Form der Beschreibung der Automatisierungslösung umfasst
z. B. eine Konstruktionszeichnung zum technischen Prozess, die ggf.
um Informationen zu Aktoren und Sensoren zur Beeinflussung des Prozesses
und zur Ermittlung von Zuständen
des Prozesses ergänzt
ist. Für
unterschiedliche Abstraktionsniveaus der Beschreibung, z. B. einerseits
in Bezug auf den gesamten Prozess und andererseits in Bezug auf
einzelne Teilprozesse, können
jeweils eigene Beschreibungen der Automatisierungslösung erstellt
und analysiert werden.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis
aus, dass jede Beschreibung der Automatisierungslösung – ggf. unter
Hinzuziehung der Automatisierungsaufgabe – die wesentlichen Informationen
zur Spezifikation der jeweils benötigten Automatisierungshardware
zumindest implizit umfasst. Ausgehend von diesen Spezifikationen
kann die Automatisierungshardware individuell ausgewählt und
ggf. hergestellt werden. Damit ergibt sich eine Analogie beispielsweise zum
Kauf eines neuen Personenwagens, wo die Anforderungen des Interessenten
an den zu erwerbenden Personenwagen in Verbindung mit der individuellen
finanziellen Beweglichkeit bereits auch eine Spezifikation des zu
erwerbenden Personenwagens zumindest implizit umfasst. Der jeweilige
Interessent weiß demnach,
zu welchem Zweck er den neu zu erwerbenden Personenwagen einsetzen
möchte. Wenn
der Personenwagen z. B. als Fahrzeug für eine Familie mit zwei Kindern
vorgesehen ist, ergeben sich aus den damit einhergehenden Bedürfnissen nach
einem entsprechenden Sitzplatz- und Raumangebot die Spezifikationen
für das
zu erwerbende Fahrzeug. Anhand dieser Spezifikationen kann entschieden
werden, ob ein Cabrio, ein Coupe, eine Limousine oder ein Kombiwagen
erworben wird, usw.
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Der Vorteil der Erfindung besteht
darin, dass der Anwender des Verfahrens computerunterstützt genau
diejenige Automatisierungshardware auswählt, die zur Lösung des
Automatisierungsproblems und damit schließlich zur automatisierten Steuerung und/oder Überwachung
des technischen Prozesses geeignet und erforderlich ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteilhaft umfasst die Beschreibung
der Automatisierungslösung
in Form einer Konstruktionszeichnung zumindest Teile des technischen
Prozesses und diesen jeweils zugeordnet Komponenten der auszuwählenden
und/oder zu fertigenden Automatisierungshardware, z. B. in Form
von "Platzhaltern" für Aktoren,
nämlich
Motoren, Ventile, etc., und Sensoren, nämlich digitale oder analoge
Messwertaufnehmer, etc. Mittels des Benutzerdialogs kann der jeweilige
Anwender des Verfahrens geeignete Komponenten zum Auffüllen der
Platzhalter auswählen,
z. B. einen Motor zum Antrieb einer beweglichen Komponente im technischen
Prozess oder ein Ventil zum gesteuerten Öffnen oder Schließen von
Reaktoren einer verfahrenstechnischen Einrichtung.
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Bevorzugt umfasst der Benutzerdialog
eine Eingabe von Parametern, die einzelne Komponenten der Automatisierungshardware
näher spezifizieren. Dann
können
die z. B. durch einzelne Platzhalter repräsentierten Komponenten der
Automatisierungshardware sukzessive, indem zu jedem Platzhalter
ein Benutzerdialog zur Eingabe von Parametern aufgerufen wird, spezifiziert
werden. Im Falle eines Motors kann z. B. dessen Leistungsaufnahme
spezifiziert werden. Im Falle eines analogen Messwertaufnehmers
kann dessen Messbereich und Auflösung
und damit das erforderliche Datenformat, z. B. 8, 16 oder 32 Bit,
festgelegt werden.
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Wenn der oder jeder Benutzerdialog
eine Anzahl passender Komponenten der Automatisierungshardware zur
Auswahl durch den Benutzer umfasst, ist bereits automatisch eine
erste Vorauswahl geeigneter Komponenten getroffen, aus denen der
Benutzer dann jeweils eine Komponente konkret auswählt. Eine
solche automatische Vorauswahl erfolgt z. B. anhand der Beschreibung
der Automatisierungslösung,
also z. B. anhand der Konstruktionszeichnung, oder anhand von bereits
eingegebenen konkretisierenden Parametern. Wenn z. B. mit einem
Parameter als Motor ein Gleichstrommotor ausgewählt wird, umfasst der Benutzerdialog
nach dieser Auswahl entsprechend keine Wechselstrommotoren mehr,
so dass durch jede Konkretisierung die Übersicht über die verbleibenden Komponenten
erleichtert wird.
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Vorteilhaft können die für den oder jeden Benutzerdialog
jeweils zur Auswahl vorgesehenen passenden Komponenten auch anhand
zugehöriger
Teile, nämlich
Anlagenteile, wie z. B. mechanische oder elektrische Komponenten,
des technischen Prozesses ermittelt werden. Wenn z. B. in einem
räumlich zusammengehörigen Abschnitt
des technischen Prozesses eine Vielzahl von Zuständen des technischen Prozesses
durch Aufnahme entsprechender Eingangswerte überwacht werden muss, kann
sich einerseits anhand der Vielzahl solcher Eingangswerte und andererseits
anhand der räumlichen
Zusammengehörigkeit
der Positionen, an denen diese Eingangswerte anfallen, die Notwendigkeit
ergeben, ein dezentrales Peripheriegerät mit einer entsprechenden
Eingabefunktionalität
vorzusehen.
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Alternativ oder zusätzlich können auch
die für
den oder jeden Benutzerdialog jeweils zur Auswahl vorgesehenen passenden
Komponenten anhand bereits ausgewählter Komponenten der Automatisierungshardware
ermittelt werden. Wenn z. B. für
einen Teil des technischen Prozesses bereits eine speicherprogrammierbare
Steuerung als Automatisierungshardware ausgewählt wurde, kann bei der Spezifikation
weiterer Prozessperipherie in Form von z. B. Ein- oder Ausgabebaugruppen
vorrangig solche Prozessperipherie zur Auswahl angeboten werden, die
zum Betrieb mit der bereits ausgewählten speicherprogrammierbaren
Steuerung vorgesehen oder geeignet ist.
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Bevorzugt werden zusammengehörige Komponenten
der Automatisierungshardware korrespondierend zu zusammengehörigen Teilen
des technischen Prozesses ausgewählt.
Damit ergibt sich z. B. die Möglichkeit,
eine Mehrzahl von Ausgängen
zur Beeinflussung des technischen Prozesses einer einzelnen Ausgabebaugruppe
mit einer entsprechenden Vielzahl von Ausgängen zuzuordnen. Die räumliche und/oder
funktionale Zusammengehörigkeit
z. B. solcher Ausgänge
kann anhand so genannter Anlagenkennzeichen ermittelt werden, mit
denen einzelne Elemente technischer Konstruktionszeichnungen üblicherweise
versehen werden.
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Vorteilhaft werden die für den oder
jeden Benutzerdialog jeweils zur Auswahl vorgesehenen Komponenten
anhand einer Datenbasis ermittelt. Diese Datenbasis umfasst sämtliche
Daten zu auswählbaren
Automatisierungskomponenten. Zu jeder Komponente ist in der Datenbasis
ein spezifischer Datensatz vorhanden. Gleichartige Komponenten, wie
z. B. Motoren unterschiedlicher Typen, zeichnen sich durch strukturell
gleichartige Datensätze
aus, d. h., jeder "Motoren-Datensatz" umfasst z. B. mindestens
ein Datum, das die Leistungsaufnahme des jeweiligen Motors kodiert.
Wenn also der Bediener einerseits einen Motor auswählt und
für diesen
eine bestimmte Leistungsaufnahme vorgibt, können durch Zugriff auf die
Datenbasis sämtliche
Datensätze
für Motoren
und aus diesen genau die Datensätze,
die einen Motor mit einer geeigneten Leistungsaufnahme kodieren,
ausgewählt
werden.
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Jeder Datensatz kann darüber hinaus
noch Informationen zur Kompatibilität der jeweils kodierten Komponente
der Automatisierungshardware mit anderen Komponenten umfassen. Solche
Daten können
z. B. vorteilhaft verwendet werden, um die Auswahlmöglichkeiten
auf solche Komponenten zu beschränken,
die zu bereits ausgewählten
Komponenten passen. Alternativ oder zusätzlich kann anhand dieser Daten
z. B. am Ende der Auswahl der einzelnen Komponenten der Automatisierungshardware überprüft werden,
welche Komponenten ggf. nicht für einen
gemeinsamen Betrieb zur Lösung
der Automatisierungsaufgabe geeignet sind. Eine Überprüfung der Kompatibilität bereits
während
der Eingabe kann den Nachteil haben, dass die Auswahl immer mehr eingeschränkt wird
und schließlich
keine Alternativen mehr angeboten werden können. Wenn die Überprüfung dagegen
erst am Ende durchgeführt
wird, ist im Gesamtzusammenhang ersichtlich, welche Komponenten
nicht miteinander in Betrieb gesetzt werden können, so dass direkt die "Problem-Komponenten" durch geeignete
Komponenten – wiederum
unterstützt
durch den Benutzerdialog – ausgewählt werden
können.
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Der Inhalt der Datenbasis ergibt
sich dabei vorteilhaft auch anhand vorangehender Verwendungen des
Verfahrens. Auf diese Weise "wächst" einerseits die Datenbasis
kontinuierlich, indem z. B. bei jeder Verwendung des Verfahrens
neue Komponenten verwendet und damit in die Datenbasis aufgenommen
werden. Andererseits kann der Bediener die Datenbasis um Informationen
zur Kompatibilität
einzelner Komponenten untereinander ergänzen, so dass die Datenbasis
auch mit dem Erfahrungsschatz des jeweiligen Bedieners wächst.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung
wird davon ausgegangen, dass entweder die Automatisierungsaufgabe
oder die Lösung
der Automatisierungsaufgabe in Form des jeweiligen Steuerungsprogramms
die wesentlichen Informationen zur Spezifikation der jeweils benötigten Automatisierungshardware
zumindest implizit umfasst. Auch ausgehend von diesen Spezifikationen
kann die Automatisierungshardware individuell ausgewählt und
ggf. hergestellt werden.
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Demnach ist die Beschreibung der
Automatisierungslösung
vorteilhaft ein Steuerprogramm zur Ansteuerung der auszuwählenden
und/oder zu fertigenden Automatisierungshardware.
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Wenn das Steuerprogramm zur Steuerung und/oder Überwachung
des technischen Prozesses eine Anzahl von dem technischen Prozess
zugeordneten Eingängen
berücksichtigt
sowie eine Anzahl von dem technischen Prozess zugeordneten Ausgängen beeinflusst,
wobei als Elemente der Beschreibung eine sämtliche Eingänge umfassende Eingangsliste
und eine sämtliche Ausgänge umfassende
Ausgangsliste vorgesehen sind und wobei anhand des Umfangs von Eingangsliste
Automatisierungshardware in Form von Eingabebaugruppen und anhand
des Umfangs der Ausgangsliste Automatisierungshardware in Form von
Ausgabebaugruppen ausgewählt
und/oder gefertigt wird, wird die Prozessperipherie in Form von
Ein- und Ausgabebaugruppe im exakt für den technischen Prozess passenden Umfang
ausgewählt
und ggf. gefertigt.
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Bevorzugt wird nach Abschluss der
Auswahl der Automatisierungshardware ein die ausgewählte Automatisierungshardware
repräsentierender
Datensatz an einen Lieferanten für
Automatisierungshardware übermittelt
und damit ein Angebot zu der ausgewählten Automatisierungshardware
eingeholt oder direkt eine Bestellung der ausgewählten Automatisierungshardware
ausgelöst.
Der Bediener ist damit der Notwendigkeit enthoben, die einzelnen
Komponenten etwa in einem Katalog nachschlagen und dann beim jeweiligen
Hersteller eine korrespondierende Anfrage oder Bestellung aufgeben
zu müssen.
Mit der Auswahl stehen Informationen bezüglich des Lieferanten und die
zugehörigen
Bestelldaten, wie etwa eine Typen- oder Bestellnummer, zur Verfügung, weil solche
Informationen insbesondere Bestandteil der in der Datenbasis gespeicherten
Daten sind. Der die ausgewählte
Automatisierungshardware repräsentierende
Datensatz kann also direkt an einen Lieferanten für Automatisierungshardware übermittelt werden.
Dieser kann anhand des übermittelten
Datensatzes erkennen, welche Automatisierungskomponenten ausgewählt wurden,
welche Anzahlen und ggf. welche Leistungsklassen benötigt werden.
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Besonders bevorzugt können die
Automatisierungshardware oder Komponenten der Automatisierungshardware
gemäß der getroffenen
Auswahl individuell angefertigt werden. Wenn also bei der Spezifikation
einer Komponente der Automatisierungshardware, etwa einer speicherprogrammierbaren
Steuerung, im Rahmen des Benutzerdialogs ein Funktionskatalog erstellt
wird, der z. B. die Anzahl der Ein- und Ausgänge, die Art und Weise der
kom munikativen Verbindung, wie z. B. eine Profibus-Verbindung, die
Bauform und/oder Schutzart, z. B. IP65, sowie Sonderfunktionen,
wie z. B. Regelfunktionen (z. B. PID-Regler), Alarmbearbeitung,
Schaltuhr, etc. umfasst, kann eine diesen Spezifikationen entsprechende
Automatisierungskomponente individuell gefertigt oder zusammengestellt
werden.
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Die Daten aus dem bei der Spezifikation
der jeweiligen Komponente der Automatisierungshardware angelegten
Datensatz umfassen sämtliche
Informationen, um eine solche individuelle Fertigung zu ermöglichen.
Die Daten können
z. B. ähnlich
wie in der Automobilproduktion, bei der gleichfalls eine Vielzahl
von Kundenwünschen
berücksichtigt
werden kann und damit jedes einzelne Automobil individuell für den jeweiligen
Kunden zusammengestellt ist, in die Einrichtungen zur Fertigung
der Automatisierungshardware übernommen
werden. Gegenüber der
Automobilproduktion ergibt sich bei der Fertigung von Automatisierungshardware
sogar noch der Vorteil, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen mittels
Software realisiert ist, so dass die individuelle Fertigung zumindest
zum Teil in einem Transfer ausgewählter Softwarefunktionen in
eine ansonsten unveränderte
Automatisierungshardware besteht. Hinsichtlich der Hardware ist
die individuelle Fertigung häufig
dadurch erleichtert, dass einzelne Funktionen mit auch räumlich abgegrenzten
oder abgrenzbaren Funktionsmodulen realisiert werden, so dass je
nach Bedarf bestimmte Funktionsmodule in die Automatisierungshardware
eingebracht werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Einander
entsprechende Gegenstände
oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Darin zeigen
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1 eine Übersicht über das
Verfahren und
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2 eine
schematische Darstellung eines Analysewerkzeugs zur Durchführung des
Verfahrens.
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1 zeigt
eine stilisierte Darstellung eines technischen Prozesses 10 in
Form eines Ausschnittes einer Konstruktionszeichnung. Lediglich
zur Erläuterung
sei angemerkt, dass der dargestellte technische Prozess einen Reaktor
umfasst, aus dem entsprechend einer Stellung eines Ventils Material
abgezogen wird. Das Material gelangt auf ein durch einen Motor angetriebenes
Förderband.
Am Ende des Förderbandes
wird mit einer Lichtschranke das Vorhandensein von Material überwacht.
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Solche oder ähnliche technische Prozesse 10 werden
heute automatisch betrieben. Zum automatischen Betrieb des technischen
Prozesses wird Automatisierungshardware benötigt. Zur Auswahl der jeweils
benötigten
Automatisierungshardware wird eine Beschreibung des technischen
Prozesses 10, z. B. die Beschreibung des technischen Prozesses 10 in
Form der Konstruktionszeichnung, analysiert. Die Analyse erfolgt
computergestützt
mit einem in 1 nicht
dargestellten Analysewerkzeug 20 (2). Dabei kann direkt auf die jeweiligen
Daten der Konstruktionszeichnung zurückgegriffen werden, weil Konstruktionszeichnungen
heute selbst üblicherweise
computergestützt
angefertigt werden. Bei einer Betrachtung der Daten der Konstruktionszeichnung zerfallen
diese in einzelne Elemente, z. B. ein Element zur Repräsentation
des Reaktors, ein Element zur Repräsentation des Ventils, ein
Element zur Repräsentation
des Förderbandes,
usw. Zu einzelnen Elementen oder zu jedem Element der Beschreibung initiiert
das Analysewerkzeug einen Dialog mit einem Benutzer – Benutzerdialog 11 – zur Spezifikation
einzelner Komponenten der Automatisierungshardware. In der Darstellung
gemäß 1 ist der Motor des technischen
Prozesses 10 zur näheren
Spezifikation ausgewählt.
Das Analysewerkzeug wählt
sukzessive sämtliche
Elemente der Beschreibung des technischen Prozesses 10 zur
weiteren Spezifikation aus. Darüber
hinaus kann der Bediener auch einzelne Elemente zur näheren Spezifikation
gezielt auswählen
und damit die vom Analysewerkzeug vorgegebene Reihenfolge der Spezifikation
einzelner Elemente beeinflussen.
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Der Benutzerdialog 11 umfasst
einerseits eine Darstellung 12 vorhandener Daten zu dem
jeweiligen Element. Vorliegend kommt z. B. in Betracht, dass die
Darstellung 12 die Information umfasst, dass es sich um
einen Motor handelt und dass der Motor zum Antrieb des Förderbandes
vorgesehen ist. Des Weiteren umfasst der Benutzerdialog 11 eine Eingabemaske 13 zur
Eingabe von spezifizierenden Parametern zu einzelnen Komponenten
der Automatisierungshardware. Zur Spezifikation des Motors kommen
diverse Parameter in Frage, die das Analysewerkzeug als Eingabefelder
zur Verfügung
stellt. Zu jeder Kategorie von Automatisierungshardware, wie einem
Motor, einem Sensor oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung,
gehört
ein individueller Satz von Parametern. Eine diese Parameter jeweils
repräsentierende
Eingabemaske 13 stellt das Analysewerkzeug in Abhängigkeit
vom momentan zu spezifizierenden Element des technischen Prozesses 10 dar.
Im Falle des Motors umfasst die Eingabemaske z. B. Parameter zur
Leistungsaufnahme, aber auch Parameter zur Auswahl eines Gleich-,
Wechsel- oder Drehstrommotors. Darüber hinaus können Parameter
zur Vorgabe eines Gewichts oder räumlicher Abmessungen vorgesehen
sein. Anhand dieser Parameter ermittelt das Analysewerkzeug in an
sich bekannter Weise solche Automatisierungsgeräte, also z. B. geeignete Motoren,
welche die vom Benutzer in der Eingabemaske 13 definierten
Vorgaben erfüllen, und
stellt diese in einem Auswahlbereich 14 dar. Dazu greift
das Analysewerkzeug auf eine Datenbasis 15 zu. In der Datenbasis 15 sind
eine Vielzahl von Daten zu Automatisierungskomponenten gespeichert.
Die Datenbasis kann dabei als herstellerübergreifende Datenbasis 15 auch
Automatisierungshardware unterschiedlicher Anbieter umfassen. Nachdem
dem Benutzer im Auswahlbereich 14 eine Anzahl von z. B.
Motoren präsentiert
wird, die zu den in der Eingabemaske 13 vorgenommenen Spezifikationen
passen, wählt
er einen der Motoren aus. Die ausgewählte Komponente der Automatisierungshardware
wird damit Bestandteil eines Datensatzes 16, der – wenn die
Auswahl für
sämtliche
Elemente der Beschreibung durchgeführt wurde – die ausgewählte Automatisierungshardware
repräsen tiert. Wenn
auf diese Weise die Spezifikation einer Komponente der Automatisierungshardware
abgeschlossen ist, selektiert das Analysewerkzeug – oder ggf. der
Bediener selbst – ein
weiteres Element der Beschreibung, mit dem das Verfahren in der
oben beschriebenen Art erneut durchgeführt wird.
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Der die ausgewählten Komponenten der Automatisierungshardware
repräsentierende
Datensatz 16 kann an einen Anbieter von Automatisierungshardware übermittelt
werden, um von diesem z. B. ein Angebot einzuholen. Der Datensatz 16 kann
bei einem Anbieter von Automatisierungshardware auch zur individuellen
Fertigung oder Konfiguration einzelner Komponenten der Automatisierungshardware gemäß der vorgegebenen
Spezifikationen verwendet werden. Der Datensatz 16 kann
darüber
hinaus auch veröffentlicht
werden, z. B. im Internet, so dass jeder interessierte Anbieter
ein Angebot zu den ausgewählten
Komponenten der Automatisierungshardware abgeben kann. Dazu kann
im Internet ein geeignetes Forum, eine geeignete Plattform, z. B.
eine "B2B-Plattform" (B2B = business
to business), eingerichtet werden, deren Adresse sowohl potentiellen Kunden
wie auch Anbietern von Automatisierungshardware bekannt ist. Die
Anbieter von Automatisierungshardware können anhand einer solchen Plattform
frühzeitig
die Bedürfnisse
der Kunden erkennen und darauf mit Produktinnovationen reagieren.
Der Kunde kann den Anbieter mit dem attraktivsten Angebot ermitteln.
Darüber
hinaus erhält
der Kunde eine höhere
Flexibilität
im Hinblick auf Verfügbarkeit, Preis,
Unabhängigkeit,
Lieferbedingungen, etc. bei der Bestellung.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Analysewerkzeugs 20.
Diesem werden Eingabedaten 21 zugeführt. Die Eingabedaten 21 umfassen als
Planungsdaten 22 zumindest eine elektronisch lesbare Beschreibung
der Automatisierungslösung
in Form einer Beschreibung des jeweils zu automatisierenden technischen
Prozesses 10 (1).
Die Planungsdaten 22 werden in standardisierten Formaten über gleichfalls
standardisier te, nicht dargestellte Schnittstellen eingelesen. Die
Planungsdaten 22 können
in Form von standardisierten Texten und/oder Grafik vorliegen. Sie
stellen eine technologische Beschreibung des jeweiligen technischen Prozesses
dar (z. B. Förderband,
zu transportierendes Gewicht, Transportgeschwindigkeit, Förderbandlänge, etc.).
Die Planungsdaten 22 können
aus einer Simulation, CAD-Dokumenten oder Anlagenbeschreibungen
erzeugt werden. Basis ist eine technologische Beschreibung einzelner
Elemente des technischen Prozesses 10 und damit eine Modularisierung
der Beschreibung des technischen Prozesses 10. Die einzelnen
Elemente sind mit Standard-Beschreibungssprachen
(textuell oder grafisch) beschrieben. Der Datentransport erfolgt
mit Standardprotokollen und -formaten, wie z. B. XML.
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Zum Analysieren der Beschreibung
umfasst das Analysewerkzeug 20 ein Auswahlmittel 23,
mit dem die oben bereits beschriebenen Schritte des Spezifizierens
und Auswählens
einzelner Komponenten der Automatisierungshardware durchgeführt werden.
Das Auswahlmittel 23 greift dabei auf die Datenbasis 15 und
darin auf eine erste Matrix 24 mit Daten zu einer Vielzahl
von Automatisierungskomponenten zu. Das Auswahlmittel 23 schlägt dem jeweiligen
Bediener eine Anzahl von in der ersten Matrix 24 enthaltenen
Automatisierungskomponenten zur Auswahl vor. Aus diesen vorgeschlagenen
Komponenten wählt
der Bediener jeweils eine Komponente aus, die daraufhin in eine
Komponentenliste 25 übernommen
wird. Für
verbleibende Elemente der Beschreibung wird entsprechend verfahren,
so dass die Komponentenliste 25 schließlich sämtliche erforderliche oder
geeignete Komponenten der Automatisierungshardware zur Realisierung
des jeweiligen Automatisierungsvorhabens umfasst.
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Aus den Elementen der Beschreibung
des technischen Prozesses 10 werden durch das Auswahlmittel 23 Automatisierungsanforderungen
generiert. Dazu werden die Elemente der Beschreibung an der insbesondere
Katalogwissen von Automatisierungs lieferanten enthaltenden ersten
Matrix 24 "gespiegelt". Dazu sind die elektronischen
Kataloge geeignet aufgebaut. Die Elemente der Beschreibung werden
mit Systementscheidungen aus den Katalogen abgeglichen. Eine Beschreibung
wie z. B. "Förderstrecke
für Schüttgut n
Meter Länge
im Freien" führt z. B.
zu einer Auswahl wie "Kleinsteuerung
in IP65 mit Feldbus für
die Aktor-/Sensor-Ebene".
Anhand weiterer technologischer Daten (Länge, Gewicht, Geschwindigkeit,
Umgebungsbedingungen) wird die Auswahl der Kleinsteuerung verfeinert.
Aus der ersten Matrix 24 werden Steuerungstyp, Antriebe,
Sensoren, Sicherheitseinrichtungen, etc. ausgewählt. Im Dialog können weitere
Randbedingungen definiert werden, wie z. B. Vorzugslieferanten,
Vorzugstypen, Besonderheiten der Anlage, etc. Entscheidend ist die
Tatsache, dass das Analysewerkzeug 20 anhand der Datenbasis 15 eine
Lösung
vorschlägt,
die ohne weitere Projektierung übernommen werden
kann. Der Bediener muss damit nicht mehr die technologische Aufgabenstellung
in verfügbare Automatisierungskomponenten übersetzen,
da dies mittels des Analysewerkzeugs 20 erfolgt.
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Anhand der Komponentenliste 25,
welche die ausgewählten
Komponenten der Automatisierungshardware repräsentiert, sowie anhand des
Auswahlmittels 23 ergibt sich eine Liste 26 der
Ein- und/oder Ausgänge
zur Steuerung und/oder Überwachung
des technischen Prozesses 10.
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Die Komponentenliste 25 wird
einem Mittel 27 zur Komplexitätsberechnung zugeführt. Dieses Mittel 27 führt eine
Ermittlung der Komplexität
der Automatisierungslösung
in Bezug auf Abhängigkeiten einzelner
Komponenten der Automatisierungshardware untereinander sowie anhand
von so genannten Mengengerüsten
durch. Das Mittel 27 greift auf die Datenbasis 15 und
dort auf eine zweite Matrix 28 mit Daten zu Mengengerüsten, Leistungsdaten,
etc. sowie eine Wissensbasis 29 mit Erfahrungsdaten aus vorangehenden
Projekten zu. Für
einzelne Elemente der Beschreibung des technischen Prozesses 10, insbesondere
solche, die Funktionen oder Teilfunktionen techni scher Prozesse
repräsentieren,
die häufig
Verwendung finden, wie etwa eine Grenzwertüberwachung, Endabschaltung,
Not-Aus-Überwachung,
etc., sind vordefinierte Lösungen
hinterlegt, die bei Bedarf geeignet parametriert werden.
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Zur Berechnung der erforderlichen
Leistungsfähigkeit
der "intelligenten" Komponenten der Automatisierungshardware,
also der Leistungsfähigkeit
in Bezug auf Rechenleistung und Speicherkapazität z. B. speicherprogrammierbarer
Steuerungen, ist die Leistungsermittlung 30 vorgesehen.
Die Berechnung der erforderlichen Leistungsfähigkeit erfolgt dabei anhand
der ausgewählten
Komponenten, also anhand der Komponentenliste 25, sowie
anhand der vom Mittel 27 zur Komplexitätsberechnung ermittelten Komplexität der Automatisierungslösung.
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Damit kann abschließend für die ausgewählten Komponenten
der Automatisierungshardware z. B. die Leistungsfähigkeit
einer Zentraleinheit einer speicherprogrammierbaren Steuerung sowie
Art und Granularität
der Ein- und Ausgänge
bestimmt werden. Art und Granularität der Ein- und Ausgänge ergibt
sich dabei speziell anhand der Liste 26 der Ein- und Ausgänge.
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Jeder Verfahrensschritt und jede
Maßnahme des
Analysewerkzeugs 20 kann dabei durch einen Abfragedialog 31 und
diesbezügliche
Benutzereingaben 32 ergänzt
werden. Zunächst
stellt das Analysewerkzeug 20 die jeweils vorhandenen Daten
dar, so dass sich der Bediener bei der zu treffenden Auswahl oder
zur Konkretisierung bereits vorliegender Spezifikationen daran orientieren
kann; dies erfolgt mittels der Darstellung 12 (1). Ferner schlägt das Analysewerkzeug 20 zu
jeder technologischen Aufgabe eine aus seiner Datenbasis 15 (Kataloge,
Expertenwissen, Musterlösungen,
etc.) abgeleitete Lösung vor;
dies erfolgt im Auswahlbereich 14 (1). Zusätzliche oder fehlende Informationen
oder Lösungsalternativen
werden im Rahmen des Abfragedialogs 31 vom Bediener ergänzt; dies
entspricht der Eingabe von spezifizierenden Parametern in der Eingabemaske 13 (1). Das Analyse werkzeug 20 kann eine
Benutzereingabe 32 fordern, wenn Daten fehlen oder wenn
aus der Berechnung gleichwertige Alternativen entstehen; auch dies
erfolgt in der Eingabemaske 13.
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Die Dialoge 31 sind mit
den technologischen Komponenten und den in der Datenbasis 15 vorhandenen
Musterlösungen
korreliert, so dass z. B. mit den das Förderband repräsentierenden
Daten unmittelbar Dialoge 31 für weitere Abfragen, z. B. hinsichtlich
der einzusetzenden Motoren, verbunden sind.
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Das Analysewerkzeug 20 passt
diese Dialoge 31 dynamisch an den aktuellen Wissensstand
der Analyse an. D. h., sie sind abhängig von der zuvor getätigten Auswahl
sowie von den zuvor generierten Ergebnissen. Weitere Ergänzungen
können
aus den eingelesenen Daten der technologischen Anlagenbeschreibung
ermittelt werden, z. B. Kommunikationsanschluss an das Unternehmensnetz,
Mengenerfassung der über
das Förderband
transportierten Güter für das MES-/ERP-System,
etc.
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Aus allen ermittelten Daten wird
dann der Datensatz 16 abgeleitet. Dieser kann zum Einholen von
Angeboten an Lieferanten von Komponenten von Automatisierungshardware übermittelt
werden. Der Datensatz – oder
ggf. signifikante Teile desselben – kann auf Seiten des Lieferanten
auch zur Produktionssteuerung verwendet werden, so dass eine individuelle,
kundenspezifische Fertigung einzelner oder aller Automatisierungskomponenten
möglich wird.
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Damit lässt sich die Erfindung kurz
wie folgt darstellen:
Es wird ein Verfahren zur Auswahl und/oder
Fertigung von Automatisierungshardware, wie sie zur Steuerung und/oder Überwachung
eines zu automatisierenden technischen Prozesses entsprechend einer
Automatisierungslösung
geeignet oder erforderlich ist, angegeben, bei dem zunächst eine
Beschreibung der Automatisierungslösung erstellt und diese Beschreibung
analysiert und schließlich
entsprechend der Analyse der Be schreibung die jeweilige Automatisierungshardware
ausgewählt
und ggf. gefertigt wird.