MXPA02008822A - Sistema de red para manufacturar. - Google Patents

Abstract

Un sistema de red para manufacturar que consta de al menos una computadora maestra y al menos una computadora de red (servidor de red) enlazada con la misma con el proposito de gestion de la red. El servidor de red se enlaza con un numero de dispositivos de control local en el area de las lineas de ensamble, estaciones de trabajo o similares. Los dispositivos de control local se asocian con dispositivos de campo, como iniciadores, actuadores, modulos de control de tornillo o similares; los dispositivos de trabajo correspondientes se pueden controlar y/o accionar a lo largo de las lineas de ensamble, en las estaciones de trabajo o similares. El servidor de red esta provisto con un numero de modulos de software y/o se enlaza con modulos de software en el sistema de red para manufacturar con el proposito de adquirir datos, gestion y/o evaluacion. La invencion proporciona un sistema de red para manufacturar que facilita la coleccion, almacenamiento, gestion y evaluacion de datos en muchas formas y que permite la consulta en casi cualquier punto del sistema de red.

Description

SISTEMA DE RED PARA MANUFACTURAR CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema de red para manufacturar que consta de al menos una computadora maestra y al menos una computadora de red enlazada con la misma para el propósito de la gestión de la red, la computadora de red se enlaza con un número de dispositivos de control local en el área de las líneas de ensamble, estaciones de trabajo o los similares, esos dispositivos de control local se asocian con dispositivos de campo, como iniciadores, actuadores, módulos de control de tornillo o similares, de los cuales los correspondientes dispositivos de trabajo son controlables y/o accionables a lo largo de las líneas de ensamble, en las estaciones de trabajo o similares; la computadora de red se provee con un número de módulos de software y/o se enlaza con módulos de software en el sistema de red para manufactura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN De la práctica se sabe que en la actualidad, por ejemplo, en la manufactura de carros se colocan varias estaciones de trabajo a lo largo de las líneas de ensamble, las cuales tienen, entre otros, asignados a los mismos unos dispositivos de control para atornilladores. Con dicho dispositivo, es posible controlar diversos atornilladores y monitorear la acción de los mismos, esto es, con respecto a la fuerza de torsión. También se conocen dispositivos de control descentralizados, por ejemplo, para transportadores de piezas de trabajo. Por ejemplo, las partes de un vehículo automotor se puede mover a lo largo de varias estaciones de trabajo con el propósito de ensamble en dichos transportadores . Una computadora de más alto nivel normalmente es responsable de coordinar los transportadores de las piezas. Muchas otras actividades de trabajo se llevan a cabo en dicha línea de ensamble, los medios de trabajo se controlan de forma local o se programan como una regla sin cualquier retroalimentación de estado a una computadora central o maestra. Como consecuencia, la información en las diversas actividades de trabajo, su progreso, su secuencia de tiempo o similares normalmente no se pueden llamar, monitorear o evaluar en un lugar central. Por ejemplo, tampoco hay un almacenamiento apropiado de los datos de las diversas estaciones de trabajo y/o de los datos relacionados a las partes de un vehículo automotor o del mismo como un todo durante su manufactura. De forma similar, tampoco es posible obtener información del sistema total a través del acceso en el área de los dispositivos locales, en particular, con respecto a un producto a ser manufacturado, u ordenes relacionadas a un producto específico o similares . Es por lo tanto el objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de red para manufacturar, en el cual los datos se colecten, almacenen, gestionen y evalúen en muchas formas y en el cual sean posibles las consultas en casi' cualquier punto del sistema de la red. Este objetivo se logra por las características de la reivindicación 1. Al menos una computadora de red se enlaza con una computadora maestra en un nivel de planeación dentro del sistema de la red. Dicha computadora de red sirve para adquirir, gestionar y/o evaluar datos. Diversos dispositivos de control se conectan a la computadora de la red. Estos dispositivos se asignan a una línea de ensamble, una estación de trabajo o también a varias estaciones de trabajo de forma separada o también en el área de la línea de ensamble. Los datos se intercambian entre los dispositivos de control local y la computadora de red, dicho intercambio puede estar relacionado a datos de operación y, por ejemplo, también a datos de control. Dichos datos de operación son, por ejemplo, datos sobre los dispositivos de campo asignados al dispositivo de control local, sus actividades, tiempos de uso o similares.

Además, dichos datos pueden ser mensajes de alarma, de falla, etc. El intercambio de datos entre la computadora de red y los dispositivos de control local normalmente es bidireccional , así que los datos también se pueden transmitir a los dispositivos de control local, por ejemplo con el propósito de programar o que puedan llamarse desde ahí por la computadora de la red. La conexión entre la computadora de la red y la computadora maestra también puede ser bidireccional, así que la computadora de la red puede ser consultada por la computadora maestra y a la inversa. Cada uno de los dispositivos de control local consta de una conexión con al menos un dispositivo de campo, el cual es controlado, monitoreado, programado, o algo similar por el dispositivo de control local. Dichos dispositivos de campo pueden ser controles de atornillar, iniciadores, actuadores o similares; los atornilladores de control y monitoreo efectivamente operan, controlan y monitorean o algo similar, a otros dispositivos de la estación de trabajo correspondiente. Para adquirir, gestionar, evaluar, distribuir, etc., datos específicos de acuerdo con los requisitos de este contexto, se pueden instalar módulos de software dentro del sistema de red para manufacturar y pueden, por ejemplo, almacenarse en la computadora maestra, la computadora de red o en los dispositivos de control local o en computadoras adicionales en el sistema de red o pueden llamarse vía la red. La computadora de red coordina y gestiona el flujo de datos dentro del sistema de red y entre los diversos módulos de sof ware . Son conocidos diferentes protocolos que se hacen cargo de los datos y los transmiten en dichas redes. Un ejemplo es el modelo de referencia TCP/IP o también modelo de referencia de Internet que permite la transmisión y transferencia de datos desde y entre diferentes computadoras y redes y, en particular, la comunicación entre la etapa de transporte y la de red interna. También es posible comunicarse sobre una etapa de aplicación dentro del sistema de red para manufacturar, los protocolos de aplicación para esto son FTP, SMTP, HTTP o similares. Por ejemplo, varios buscadores de la web se basan en HTTP para proveer páginas web, que pueden contener una mezcla de datos de textos, gráficas, sonido y video. También es posible una comunicación entre los diversos componentes del sistema de red para manufacturar, vía dichas páginas web y los hiperenlaces correspondientes. Enseguida se explican algunas de las abreviaciones aquí usadas: TCP/IP Protocolo de control de transmisión / Protocolo de Internet FTP Protocolo de transferencia de archivos SMTP Protocolo de transferencia de correo simple HTTP Protocolo de transferencia de hipertexto SQL Lenguaje de consulta estructurada CAQ Control de calidad auxiliado computadora DDE Intercambio dinámico de datos ODBC Conectividad de base de datos abierta SPS Sistema de control programable (controlador programable) LAN Red de área local WAN Red de área amplia Los diversos módulos de software dentro del sistema de red para manufacturar, por ejemplo, incluyen un módulo de programa de diagnóstico. Dicho módulo sirve, en particular, para diagnosticar los componentes de red de nivel más bajo, como los dispositivos de control local, el enlace de comunicaciones, dispositivos de campo o similares . El módulo de programa de diagnóstico puede constar de una herramienta de programación a través de la cuál, por ejemplo, la programación puede ocurrir desde un lugar central del sistema de la red.

Para poder también hacer un diagnóstico remoto desde un lugar exterior al sistema de red para manufacturar todavía dentro de una intranet, o aún desde una extranet, el sistema de red puede constar de una interfaz, por ejemplo, para conexión a la Internet. Dicho diagnóstico remoto podría, por ejemplo, ser realizado por proveedores de dispositivos de control local o de campo. El diagnóstico remoto también puede servir para revisar los atornilladores, medir dispositivos de la estación de trabajo o similares. Para ser capaz de hacer un diagnóstico remoto de forma independiente de los diferentes manufacturadores de los diferentes componentes de la red, como los de más bajo nivel con respecto al módulo del programa de diagnóstico puede comprender una interfaz independiente del usuario. Para obtener información, en particular, sobre los componentes de red de más bajo nivel, sus estados, interactividades o similares, un módulo de software puede ser de libro de registro. En dicho módulo, se pueden almacenar y llamar otra vez las versiones correspondientes, extensiones o similares de la red. Si hay un mensaje de error dentro del sistema, los estados del sistema se pueden revisar a través del módulo del libro de registro para localizar la falla o error, si es necesario.

Aquí es posible programar los estados del sistema para al menos una máscara de entrada de un medio de entrada del sistema de red para manufacturar. Para poder adaptar el módulo de libro de registro a los cambios del sistema y extensiones en una forma simple, dichos cambios se pueden introducir y/o almacenar en dicho módulo. Más aún, el módulo de libro de registro puede comprender un dispositivo de limpieza a través del cual las llamadas y consultas por participantes externo a la red son posibles, por ejemplo, vía un MODEM o similar. También es posible cambiar datos que existan en libros de registro específicos y las estructuras de los mismos, por medio del módulo del libro de registro y almacenarlos en el sistema de la red. Para ser capaz de proporcionar información sobre mantenimiento y reparación en el sistema de la red, un módulo de software puede ser de mantenimiento. Este módulo contiene las actividades de mantenimiento y reparación necesarias para el operador del sistema de la red. Aquí es posible una entrada vía un medio de entrada en el sistema de la red con respecto a estas diversas actividades. Una reparación interna se puede notificar a través del módulo de mantenimiento al enviar un mensaje correspondiente. Además, se puede meter un mensaje de confirmación en el módulo de mantenimiento, marcando el mensaje el final de la actividad de mantenimiento o reparación. Además, el módulo de mantenimiento puede constar de un medio para calcular, por ejemplo, los intervalos de mantenimiento dependiendo del tiempo de uso actual, en particular, de un dispositivo de campo correspondiente. Además, el módulo de mantenimiento puede controlar un medio de visualización para mostrar un plan trazado, en particular, de dispositivos de control local y/o de campo. En este visualizador, los componentes de los dispositivos de control local o de campo se pueden mostrar con luz más intensa, para el que se intentó el mantenimiento o reparación. Por consiguiente, se puede enviar un mensaje de manera directa por el módulo de mantenimiento al componente del sistema de la red a ser mantenido, por ejemplo, para suprimir su uso futuro y/o reemplazarlo por otro componente. El módulo de mantenimiento también puede presentar a la salida una lista de las actividades de reparación para el componente de la red vía un medio de salida, como una pantalla, impresora o similar . Para archivar datos de proceso, usuario y/o de sistema, un módulo de software puede ser para archivar datos. Dicho módulo de permite la entrada de archivos de datos vía medios de entrada del sistema de la red. Aquí, se puede realizar de forma automática una operación para archivar, esto es, en intervalos de tiempo fijos, con respecto a componentes específicos de la red o similares. Para archivar libros de registro preparados, por ejemplo, por medio del módulo de libro de registro, el módulo para archivar datos y el módulo de libro de registro se pueden conectar o estar conectados en particil ar automáticamente para la transmisión de datos. Para obtener información, si es necesario, sobre los cambios del sistema, el módulo para archivar datos puede contener un conjunto de datos actual y al menos una versión precursora del mismo. Además, al módulo para archivar datos se le puede llamar y consultar para obtener datos sobre los derechos de acceso para sistemas externos y determinar cuando y que tan a menudo pueden tomar lugar dichos accesos exte nos. Para obtener muy diferentes datos acerca de las máquinas y su operación, un módulo de software puede de adquisición de datos de máquina de y/o de operación (módulo MDE/BDE, por sus siglas en inglés) . Dichos datos son, por ejemplo, el tipo y número de máquinas específicas, de manera opcional malfuncionamiento de dichas máquinas o malfuncionamiento logístico asignado a la máquina, advertencias de estados operativos de la máquina, como temperatura excesiva del aceite o similar, reportes sobre falta de material, cantidades mínimas, número de piezas o similares y sobre el modo de operación de la máquina, como operación automática, manual, mantenimiento o similares. El módulo MDE/BDE se puede comunicar de forma directa con varias máquinas vía una conexión TCP/IP para proporcionar un estado actual de las máquinas sin cualquier retardo de tiempo considerable. En esta conexión también es ventaja cuando el dato del módulo MDE/BDE se puede visualizar en un medio de salida y/o transmitir a otros módulos de software. Por ejemplo, los estados antes mencionados se pueden evaluar y visualizar en tiempo y gráficamente. La visualización puede ser en pantalla, impresora o también vía transmisión por MODEM o similar. Sobre la base de los datos del módulo MDE/BDE, la carga de trabajo y disponibilidad de una máquina o también de un sistema completo se puede conocer por un medio de cálculo del módulo por periodos definidos de tiempo y puede ser visualizado. Vía el módulo MDE/BDE, también es posible registrar el tiempo, personal o tiempo de inicio para una o varias máquinas. Así mismo, protocolos de cambio automático, retroalimentación de los sistemas de reporte para lugares de trabajo, etc., son posibles en conexión con el módulo . Para permitir una descripción general de la planta de la compañía completa asignada al sistema de la red, un módulo de software puede ser de resumen de planta que entregue al menos estados operativos y descripciones de plantas. Con este módulo, es posible, por ejemplo, mostrar los estados de las estaciones de trabajo, secciones de transporte de las lineas de ensamble o similares. Además, puede haber visualizadores simplificados de la planta completa, un diagrama de flujo de transportadores de piezas o similares . Como ya se estableció en relación con los módulos de software precedentes, el módulo de resumen de planta también se puede comunicar con los otros módulos de software para intercambiar datos. Los diversos modos de operación de las diferentes estaciones de trabajo y máquinas se pueden, por ejemplo, presentar de forma gráfica con mayor intensidad luminosa en una descripción de la planta por el módulo sobre la base de los datos recibidos desde el módulo MDE/BDE. Para la entrada y/o provisión de ordenes a ser controladas particularmente por los dispositivos de campo, un módulo de software puede ser de orden. La entrada correspondiente se puede hacer en una computadora o por medios de entrada dentro del sistema de red para manuf cturar. Es posible transmitir los datos en forma directa vía TCP/IP o escribirlos sobre un portador móvil de datos.

Los datos de orden consideran, por ejemplo, el tipo de manejo, tiempo de trabajo, secuencia de trabajo o similares. Además, una asignación apropiada del trabajo respectivo a una estación de trabajo específica se puede llevar a cabo por el módulo de orden. Al igual que los módulos de software ya mencionados, el de orden se puede comunicar con los otros módulos. Más aún, el módulo de orden pueden tener medios de entrada / salida para entregar, por ejemplo, un pronostico del día o también una revisión del día con respecto a las operaciones correspondientes para manejar las ordenes. Además, los datos de orden pueden, por ejemplo, ser entregados en forma codificada como códigos de barras, etiquetas o similares y se pueden decodificar en las estaciones de trabajo por exploradores o similares. Para ser capaz de realizar una revisión de calidad después de la terminación de pasos de trabajo en varias estaciones de trabajo y archivar los datos correspondientes, un módulo de software puede ser de gestión de calidad. Para poder controlar y monitorear los diversos dispositivos de campo en las diferentes estaciones de trabajo a lo largo de la línea de ensamble, el dispositivo de control local puede constar de una computadora, en particular una personal. Al menos algunas partes de los módulos de software antes mencionados se pueden almacenar en la misma. Una operación local de los dispositivos de campo correspondientes es posible con la computadora . Además, los estados operativos, alarmas, mensajes o similares de los diversos dispositivos de campo ya pueden ser recibidos y evaluados aquí. La computadora se comunica vía TCP/IP con la computadora de red y se conecta vía la misma o también vía una conexión de comunicación directa a la computadora maestra. Para poder operar la computadora local en una forma fácil, la misma puede constar de una pantalla sensible al tacto. Las secuencias o consultas específicas visualizadas en la pantalla pueden así ser iniciadas de forma directa al tocar los símbolos o iconos correspondientes. Las computadoras correspondientes a los dispositivos de control local pueden realizar el control directo de los dispositivos de campo, teniendo interfaces dichas computadoras . Para poder lograr el control de dichos dispositivos de campo en una forma más objetiva, el dispositivo de control local puede constar de un controlados programable (SPS, por sus siglas en inglés), el cual está, en particular, conectado vía un sistema de bus a los dispositivos de campo. El controlador aquí, se puede comunicar vía TCP/IP con la computadora del dispositivo de control local o también de forma directa con la computadora de red o con la computadora maestra. Un así llamado "Profibus" , por ejemplo, se puede usar como un sistema de bus. Para proporcionar, en particular en el nivel de los dispositivos de control, un sustituto sin cualquier retardo de tiempo sustancial en caso de falla de un controlador, un sistema de control programable (SPS, por sus siglas en inglés) puede ser un SPS maestro. Lo anterior asegura los datos en caso de falla de uno de los otros controladores . Además, para un sistema redundante cada uno de los controladores individuales puede contener datos del controlador predecesor y sucesor a través del controlador respectivo. Para almacenar todos los datos dentro del sistema de red y, en particular, mantenerlos disponibles para consultas dentro del sistema, la computadora de red puede constar de una base de datos y/o se puede conectar a una base de datos. Por ejemplo, una base de datos asignada de forma directa a la computadora de red es una base de datos actual que contiene los estados actuales del sistema de red y los componentes correspondientes. Una base de datos adicional que, entre otros, , contiene los valores deseados para los diversos componentes del sistema de red que se pueden asignar a la computadora maestra. La comunicación con las bases de datos pueden tomar lugar por medio de un lenguaje de consultas, como el SQL o similar. La comunicación con las bases de datos toma lugar en dos niveles, es decir, con la computadora maestra y también con niveles más bajos del sistema de red para manufacturar asignados a la computadora maestra. Para poder meter, por ejemplo, datos para los cuadros de mantenimiento en el sistema de red, el sistema puede constar de un medio de entrada para los datos. Dicho medio es, por ejemplo, una computadora adicional dentro del sistema de red. Las máscaras correspondientes para visualizar los datos se pueden llamar en la computadora de red y en los dispositivos de control local. Los datos se almacenan en una base de datos del sistema de red. El acceso es vía SQL u ODBC. Para actualizar los datos, la base de datos se puede consultar de forma cíclica para hacer los cambios. Los valores de cambio entonces se pueden transferir a las máscaras respectivas. Para poder realizar identificación, control y monitoreo, en particular, en el área de los dispositivos de campo y adicionales en el área de las líneas de ensamble y estaciones de trabajo, el sistema de red para manufacturar consta de dispositivos de identificación, control y monitoreo. Los transportadores de piezas que se mueven a lo largo de la línea de ensamble pueden, por ejemplo, ser rastreados por los dispositivos, por lo cual la posición actual, carga, velocidad, etc., de cada transportador de piezas se conoce en el sistema de red. El enlace entre el sistema de red y los dispositivos correspondientes de la línea de ensamble, por ejemplo, para mover dicho transportador, puede ser vía "Ethernet" y por medio de TCP/IP. La ventaja es que las tarjetas de red para uso industrial ya existen como una regla, que no necesita hardware adicional, que hay una alta conflabilidad de transmisión y que el sistema es relativamente barato. Un trasportador puede ser, por ejemplo, identificado por un código de barras. Para permitir un análisis de eficiencia para optimizar las secuencias del proceso y una evaluación selectiva de los datos del proceso, la computadora de red puede constar de un sistema de base de datos del evento que consiste al menos de la base de datos y la conexión de la misma para colectarlos. Además, el uso de dicha base de datos define una interfaz global que por ejemplo, puede ser consultada por un programa de base de datos relacional, un lenguaje de consulta estructurada o similar. La conexión de la base de datos puede en particular conectarla a un sistema de visualizació . La conexión a dicho sistema es a través de una interfaz DDE, el dato se almacena en la base de datos vía una conexión ODBC o SQL. Una conexión de base de datos podría, por ejemplo, considerar la ocurrencia de errores en el sistema. Por ejemplo, si se opera en el sistema una emergencia de corte, este evento se podría reportar vía DDE a la computadora de red. Los datos correspondientes se colectan por la visualización y la información como número de error, datos del proceso (presión, temperatura o similares), etc., se exhiben al usuario. Ahora, el usuario puede relacionar el mensaje de error con la causa actual del mismo, por ejemplo, el operador en peligro, fallas del medio de empaque, problemas en la máquina, etc. Este mensaje de error entonces es registrado por el usuario y el conjunto de datos correspondiente se escribe en la base de datos. Esto se aplica de forma similar a los otros eventos, como la facilidad para limpiarse, para que inicie la producción, etc. Para además evaluar los datos contenidos en la base de datos de la computadora de red, la base de datos puede constar de una conexión LAN, WA , Intranet o similar, para consultar los datos. Estos datos entonces se puede transmitir a las computadoras correspondientes o similares y evaluarlos ahí. Sobre la base de los datos, las secuencias y planes de la producción se pueden optimizar. Más aún, los defectos y reportes se pueden colectar en orden cronológico y, por ejemplo, ser transmitidos al productor de los componentes de la planta. Además, con el sistema de la base de datos del evento, todos los tipos de los registros extendidos del sistema de red se pueden relacionar entre sí y las tareas de evaluación y planeación que están hechos para la compañía respectiva, son posibles. De acuerdo con la invención, todos los tipos de eventos se pueden registrar de forma continua por la computadora de red y su sistema de base de datos de evento relacionado, no se necesitan componentes individuales ni configuración específica debido a que la conexión de la red y los diversos componentes son capaces de comunicarse entre sí en una forma variable vía TCP/IP. De acuerdo con la invención es posible un resumen actualizado del estado total del sistema de red con los componentes conectados a la misma y contenidos en ella, las fallas correspondientes o similares, se hacen notar y asignar de inmediato. Además, siempre está disponible información corriente del sistema sobre la planeación en línea, siendo posible un acceso directo a la base de datos. El sistema de visualización es una imagen del proceso en ejecución, por lo cual son posibles un resumen claro y una planeación directa. Como un todo, el sistema de red para manufacturar, en particular con la computadora de red y su sistema de base de datos de evento, permite un control constante de las diversas actividades y procesos y su eficiencia. Como resultado, es, por ejemplo, posible evaluar la calidad del trabajo o planear la capacidad de producción. Una ventaja más aquí, cuando una herramienta de configuración para la representación gráfica de los parámetros de la conexión de la base de datos se asigna al sistema de base de datos del evento. La eficiencia del sistema de red para manufacturar de acuerdo a la invención se puede mejorar en que el sistema de visualización se conecta a un sistema de gestión de artículos y/o un sistema de administración de orden con el propósito de intercambiar datos. La operación, en particular, de la computadora de red y su sistema de base de datos de evento así puede ser simplificado si el sistema de visualización consta de un número de máscaras de selección y/o visualización. Con la ayuda de una máscara de selección, al cambiar a visualización adicionales y detalladas del sistema es posible, por ejemplo, seleccionar símbolos específicos. Las máscaras de visualización pueden, por ejemplo, mostrar los estados actuales de diversos dispositivos de campo o similares y las máscaras de visualización se pueden llamar vía una máscara de selección. De este modo es posible cambiar en cada máscara de visualización a otra máscara de visualización o de selección vía los símbolos. Las máscaras de selección / visualización se pueden conectar para intercambiar datos y/o para llamar módulos de software o similares a los mismos. La conexión puede ser vía TCP/IP, HTTP o similares.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Las ventajas de las modalidades de la invención serán explicadas ahora en más detalle con referencia a las Figuras anexadas al dibujo, en las cuales: la Figura 1 es un diagrama a bloques de un sistema de red para manufacturar de acuerdo a la invención; la Figura 2 muestra una segunda modalidad para un sistema de red para manufacturar de acuerdo a la invención; la Figura 3 muestra un sistema de red para manufacturar de acuerdo a la Figura 2 con medios de entrada adicionales ; la figura 4 muestra un sistema de red de forma similar con la Figura 2 con conexión adicional de LAN; la Figura 5 es un diagrama a bloques para ilustrar la comunicación de una computadora de red con diversos módulos de software; la Figura 6 es una ilustración por medio de un módulo de resumen de planta como un módulo de software; la Figura 7 muestra una máscara de entrada de una herramienta de configuración de un sistema de base de datos de evento de la computadora de red; la Figura 8 muestra una máscara de entrada con diferentes menús desplegables ; la Figura 9 muestra una máscara de entrada para individualizar un número de error ; la Figura 10 muestra una modalidad de un sistema de visualización; la Figura 11 muestra un submenú desplegable de acuerdo a la Figura 10; la Figura 12 muestra un submenú desplegable de acuerdo a la Figura 11; la Figura 13 muestra un submenú desplegable de acuerdo a la Figura 12; la Figura 14 muestra una máscara de visualización para actividades de mantenimiento.

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA La Figura 1 es un diagrama a bloques que muestra una primera modalidad de un sistema de red para manufacturar de acuerdo a la invención. El sistema de red consta de varios niveles. En el nivel de planeación más alto, una computadora maestra (2) se prepara para que tenga acceso a una base de datos (22) . El acceso toma lugar vía lenguaje de consulta estructurado (SQL, por sus siglas en inglés) . En el siguiente nivel más bajo del sistema de red, hay una computadora de red (3) . Esta computadora se comunica con el nivel de planeacion y niveles más bajos del sistema de red vía protocolos del tipo TCP/IP. La computadora de red (3) en la modalidad ilustrada consta de varios módulos de software (6) , como el módulo de datos de orden objeto (14) , de adquisición de datos de máquina (11) , de adquisición de datos de operación (12) , de administración de orden (34) y de gestión de calidad (15) . El módulo de adquisición de datos de operación/maquina (11), (12) se conecta vía un canal DDE a un sistema de visualización (27) de la computadora de red (3) . El módulo de datos de orden objeto (13) se conecta de forma directa vía TCP/IP a la base de datos (22) y a la computadora maestra (2), respectivamente. Por otro lado, hay una conexión directa al siguiente nivel más bajo del sistema de red, es decir, el nivel local. El sistema de visualización (27) también se conecta vía TCP/IP al módulo de administración de orden (34) y al de gestión de calidad (15) . Los módulos, a su vez, se conectan a una base de datos (21) vía TCP/IP. La base de datos (21) contiene datos actuales de producción, de los cuales el sistema de red para manufacturar (1) es responsable . El módulo de gestión de calidad (15) se conecta a una base de datos adicional (32) que puede ser parte de una computadora de red (3) y también se puede colocar externamente relativa a la misma. La base de datos (32) sirve, por ejemplo, para colectar datos de atornillador u otros datos de herramientas específicas que se usan en producción a lo largo de una línea de ensamble o en estaciones de trabajo al manufacturar carros. En el nivel local inferior de la computadora de red (3) , hay colocados varios dispositivos de control local (4) que se comunican entre sí y también con el sistema de visualización (27) y el módulo de datos de orden objeto (14) , respectivamente, vía TCP/IP. Como una regla, los dispositivos de control local (4) constan de una computadora (16) y un sistema de control programable (18) (SPS, por sus siglas en inglés) . La computadora (16) consta de una pantalla del tipo sensible al tacto (17) vía la cual, al tocar los símbolos en la misma, la producción asignada al dispositivo de control local (4) correspondiente, se puede variar. En el nivel local, hay también colocado, en particular, un sistema de control programable adicional como un SPS maestro. Este proporciona datos de seguridad en caso de falla de un dispositivo de control local. Un nivel de producción se coloca adicionalmente abajo del nivel local; de la Figura 2. El nivel de producción se conecta vía un sistema de bus (19) , como un "Profibus", al SPS (18), En el nivel de producción, se acomodan los dispositivos de campo (5) correspondientes, por ejemplo, iniciadores, actuadores, controles de atornillador o similares. Del nivel de producción, los' datos de los dispositivos de campo y de las estaciones de trabajo, atornilladores o similares, conectados a los dispositivos se pueden transmitir al nivel local y a los componentes acomodados ahí. Los datos se transmiten desde ahí vía TCP/IP a los niveles más altos. Aquí se debe de notar que los módulos de software (6) mostrados en la Figura 1 también se pueden realizar por completo o en parte en el nivel de planeación o en el nivel local . La Figura 2 muestra la computadora de red (3) con un sistema de base de datos de evento (25) como una modalidad adicional de un sistema de red para manufacturar. Por consiguiente, se colocan en el plano local más bajo, los dispositivos de control local, es decir, la computadora (16) y el SPS (18) . Un número de dispositivos de campo (5) se pueden conectar a cada SPS vía un sistema de bus (19) .

Por simplificación, la Figura 2 muestra un solo nivel de producción en conexión con un nivel local . La Figura 3 muestra una modalidad más de un sistema de red para manufacturar (1) de acuerdo a la invención. En adición a la modalidad mostrada en la Figura 2, se arregla aquí un medio de entrada (23) en la forma de una computadora con la base de datos asociada (22), la cual se comunica vía TCP/IP con el nivel local y también con la computadora de red (3) . Vía un medio de consulta (37) , la base de datos (22) también se puede llamar de forma directa desde la computadora de red (3) o desde las computadoras del dispositivo de control local (4) . Con el medio de entrada (23) es, por ejemplo, posible introducir datos para cuadros de mantenimiento que se pueden convertir, en la computadora de red (3) y en las computadoras locales, en máscaras de mantenimiento. Los datos asociados se almacenan en la base de datos (22) y se pueden consultar desde ahí cíclicamente vía SQL, ODBC o un similar y entrar dentro de las máscaras correspondientes. La comunicación entre los diversos componentes del sistema de red puede, por ejemplo, tomar lugar vía "Ethernet" y TCP/IP. Las tarjetas de red ya están disponibles para "Ethernet" y son relativamente baratas. "Ethernet" se caracteriza por una muy alta conflabilidad de transmisión.

La Figura 4 muestra la computadora de red (3) en detalle con su sistema de base de datos de evento (25) como una modalidad más del sistema de red para manufacturar (1) . El sistema de base de datos de evento consta de una base de datos que es, por ejemplo, realizada en discos duros (26) y a la que se le ha asignado una herramienta de configuración (29) , una herramienta de evaluación (35) y una conexión de base de datos (26) . La conexión de base de datos (26) se comunica vía un intercambio dinámico de datos (DDE, por sus siglas en inglés) con el sistema de visualizacíón (27) . La herramienta de configuración (29) presenta los parámetros de forma gráfica de la conexión de la base de datos y la herramienta de evaluación (34) sirve para evaluar los datos de los discos duros (36) . Para acceder al sistema de la base de datos de evento (25) , la computadora de red (3) se conecta vía LAN (28) a un número de computadoras adicionales que evalúan el contenido de la base de datos de la computadora de red (3) por medio de herramientas de evaluación (35) . Además de la LAN, la conexión de la computadora de red (3) también puede tomar lugar vía la WAN, Intranet o extranet . El sistema de base de datos de evento tiene varias funciones, como soporte para optimizar la secuencia del proceso en el nivel de producción, asignar parámetros a la reacción para los eventos que ocurran, proporcionar una interfaz global, evaluación objetiva de los datos del proceso o similares. La Figura 5 muestra la comunicación de la computadora de red (3) con varios módulos de software (6) . Uno de los módulos es de resumen de planta (13) . Este sirve, por ejemplo, para visualizar estados operativos en el nivel de producción, posición y movimiento de los transportadores de piezas, ver la Figura 6, y para reportar sobre el estado de varios sistemas en el nivel de producción, como los sistemas de transportación o de ensamble . Un módulo de software más es el de administración de orden (34) . Este da un resumen de las ordenes a ser manejadas así como un pronostico del día y una revisión del día en la secuencia de varias ordenes y la iniciación automática, cambio y control de objetivo, por ejemplo, de ordenes de ensamble a lo largo de la línea de ensamble en la producción de carros . Un módulo de software más es el de adquisición de datos de máquina/operación (11) , (12) . Este sirve para detectar fallas, advertencias, mensajes, modos operativos, etc., que se refieren a máquinas en el nivel de producción y a su operación. Más aún, es posible hacer una declaración sobre la carga de trabajo de las diversas máquinas, sobre la logística en conexión con las diversas máquinas, etc. Dicho módulo y los restantes se interconectan para intercambiar datos, en particular vía la computadora de red (3) y también es posible conectarlas a los dispositivos de salida correspondientes. Dichos dispositivos de salida son, por ejemplo, la pantalla, la impresora, el MODEM o similares. Los datos se pueden transmitir a usuarios externos vía un MODEM, a condición de que dichos usuarios estén autorizados para acceder el sistema de red para manuf cturar. Con un módulo para archivar datos (10) (manej ador de archivos) como un módulo adicional, los datos se archivan en conexión con los procesos que se ejecutan en el nivel de producción vía los usuarios y vía el sistema. Los datos archivados se almacenan en una colección de archivos .

Se almacenan la colección de archivos actual y la colección predecesora . Un módulo de libro de registro (9) sirve para proporcionar versiones, para almacenar actualizaciones de versiones, extensiones o fallas de la red. El módulo de mantenimiento (9) organiza las actividades de mantenimiento o reparación para las diversas máquinas, herramientas o estaciones de trabajo a lo largo de las líneas de ensamble. La reparación se puede efectuar a través de un mensaje del módulo de mantenimiento. Más aún, la confirmación después de la reparación también es posible vía el módulo de mantenimiento. Finalmente, es posible llamar los planes trazados correspondientes vía un medio de salida desde el módulo de mantenimiento. Módulos de software (6) adicionales son un módulo de programa de diagnóstico (7) y un módulo de gestión de calidad (15) (CAQ) . El módulo de programa de diagnóstico (7) sirve, por ejemplo, para programación central y diagnosticar la red. También es posible un diagnóstico remoto a través de una conexión del módulo de programa de diagnóstico (7) vía un MODEM o similar. El módulo de gestión de calidad (15) sirve para colectar datos de calidad, como la fuerza de torsión de los atornilladores, datos de presión, temperatura, etc. La Figura 6 da un ejemplo de una descripción general de la planta que se puede realizar vía el módulo de resumen de planta (13) de acuerdo a la Figura 5. En este caso un transportador de piezas (123) se coloca en una estación de trabajo A 320 para trabajar con la pieza dispuesta en el transportador. Un transportador (321) más ya está colocado en la dirección de trabajo siguiente de la estación A 320. La Figura 7 muestra una máscara de selección (30) de la herramienta de configuración (29) , ver la Figura 4. Dicha máscara consta de ocho máscaras individuales con diferentes campos de entrada que se diseñan parcialmente con menús desplegables. El cambio a otras máscaras es posible con los botones de selección correspondientes en el área más baja de la máscara de selección o se pueden iniciar por acciones específicas como almacenar, terminar, etc . La Figura 8 muestra varias máscaras de selección para individualización de errores. El cambio entre las máscaras es posibles por símbolos de flechas y los diversos campos de selección que tienen menús desplegables. De izquierda a derecha en la Figura 8, la máscara de selección (30) se muestra, respectivamente, con diferentes menús desplegables. La Figura 9 muestra una máscara más para la herramienta de configuración (29) . En esta instancia, una especificación de error del número de error (102) se hace a través de la máscara de selección. La Figura 10 muestra una gráfica de arranque del sistema de visualización (27) como una máscara de selección (30) con un número de botones de símbolo. Al seleccionar los botones de símbolos correspondientes, es posible cambiar de la gráfica de arranque del sistema de visualización a máscaras subsiguientes, como se muestra, por ejemplo, en las Figuras 11 y 14. Por ejemplo, la máscara de selección (30) de acuerdo a la Figura 11 se llama al seleccionar el símbolo "resumen de diagnóstico" en la gráfica de arranque. Ahí se muestran varias estaciones, que se pueden direccionar y comunicar por medio de TCP/IP. La máscara de visualización (31) de acuerdo a la Figura 12 puede llamarse, por ejemplo, al seleccionar uno de los botones de selección de acuerdo a la Figura 11, aquí la estación automática M28. De la máscara de visualización de acuerdo a la Figura 12, se procede a la máscara de visualización (31) de acuerdo a la Figura 13 al seleccionar el botón del símbolo "diagnóstico de secuencia de paso" . De forma similar, se puede llamar una máscara de visualización (31) de acuerdo a la Figura 14 al seleccionar los símbolos correspondientes en la gráfica de arranque de acuerdo a la Figura 10; en la máscara de visualización se representa el trabajo de mantenimiento específico de una estación M28 con respecto al tiempo necesario y a la persona responsable del mantenimiento. La función del sistema de red para manufacturar de acuerdo a la invención será ahora descrita en pocas palabras . Con la computadora de red, es posible hacer - en particular al proporcionar la base de datos asignada a la misma y los diversos módulos de software distribuidos de manera opcional en el sistema de red - que los datos del proceso se puedan consultar vía SQL u otras consultas de bases de datos para la evaluación selectiva. Al usar la base de datos se define una interfaz global, y se puede utilizar desde todos los niveles del sistema de red para manuf cturar. De manera opcional, se pueden asignar las autorizaciones de acceso tanto dentro del sistema de red como para usuarios externos. La reacción para los eventos que ocurren se puede expresar con parámetros al usar la computadora de red y las diversas posibilidades de entrada. Además, se puede hacer un análisis de eficiencia al optimizar la secuencia del proceso. Son posibles diversas reacciones a, y efectos sobre los diversos procesos y el control de los mismos con el sistema de red para manuf cturar. La adquisición de datos es principalmente posible vía los dispositivos de control local, las computadoras de red, etc., para analizar los procesos y sus secuencias y para optimizar los mismos. Las fallas y los mensajes, en particular de los dispositivos de campo y de control local, respectivamente, se pueden colectar, evaluar y llamar en orden cronológico en una forma fácil. Estos y todos los registros adicionales dentro del sistema de red para manufacturar se pueden relacionar entre sí y permitir una evaluación y planeacion específicas. Con el sistema de red para manufacturar de acuerdo a la invención, es posible un registro continuo de muy diferentes eventos sin cualquier configuración especifica de los componentes de la red y con una comunicación vía TCP/IP. El uso de un grupo amplio con extensiones de, y cambio en el sistema de red es posible en una forma fácil gracias a la configuración general del sistema de red para manufacturar.

Claims (42)

1. REIVINDICACIONES ! 1. Un sistema de red para manufacturar que consta al menos de una computadora maestra y al menos una computadora de red (servidor de red) enlazada con la misma, para el propósito de gestión de red; el servidor de red se enlaza con un número de dispositivos de control local en el área de líneas de ensamble, estaciones de trabajo o similares, en donde los dispositivos de control local están asociados con dispositivos de campo como los iniciadores, actuadores, módulos de control de tornillo o similares, y los dispositivos de trabajo correspondientes se controlan y/o accionan a lo largo de las líneas de ensamble, en las estaciones de trabajo o similares, el servidor de red está provisto con un número de módulos de software y se enlaza con los mismos en el sistema de red para manufacturar, con el propósito de adquirir datos, gestionar y/o evaluar.
2. 2. El sistema de red para manufacturar de acuerdo a la reivindicación 1, que se caracteriza en que el protocolo que se hace cargo de los datos y los transmite en el sistema de red para manufacturar es del tipo TCP/IP.
3. 3. El sistema de red para manufacturar de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, se caracteriza en que un módulo de software es del programa de diagnóstico para al menos diagnosticar componentes de red de nivel más bajo.
4. 4. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de programa de diagnóstico consta de una herramienta de programación.
5. 5. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que dicho sistema consta de una interfaz vía la cual al menos el módulo de programa de diagnóstico se puede llamar y consultar desde fuera de dicho sistema.
6. 6. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que una componente de red de nivel m s bajo con respecto al módulo de programa de diagnóstico consta de una interfaz de usuario independiente.
7. 7. El sistema de red para manuf cturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es de libro de registro para visualizar, en particular, los componentes de red de nivel más bajo y los estados y/o interacciones de los componentes del mismo.
8. 8. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que los estados del sistema se pueden revisar desde el módulo del libro de registro, en particular en el caso de un mensaje de error.
9. 9. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que dicho sistema consta de un medio de entrada para programar los estados del sistema vía al menos una máscara de entrada .
10. 10. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que en dicho sistema se pueden introducir y/o almacenar cambios en el módulo de libro de registro.
11. 11. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de libro de registro se puede limpiar al llamar a los participantes externos de la red.
12. 12. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el dato o la estructura del mismo contenida en el módulo de libro de registro se pueden cambiar.
13. 13. El sistema de red para manuf cturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es de mantenimiento con información sobre las actividades de mantenimiento y reparación.
14. 14. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de mantenimiento puede entregar a la salida llamadas de reparación y/o recibir confirmaciones de reparación.
15. 15. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de mantenimiento consta de un medio para calcular los intervalos de mantenimiento dependiendo del tiempo actual de uso, en particular, de los dispositivos de campo.
16. 16. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un plan de trazado de los dispositivos de control local y/o de campo, se puede llamar desde el módulo de mantenimiento con iluminación alta de los componentes del dispositivo de control local o de campo a ser mantenidos o reparados.
17. 17. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es de archivar datos para guardar los datos del proceso, del usuario y/o del sistema.
18. 18. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de archivo de datos y el de libro de registro, en particular, se pueden conectar o están conectados para transmisión de datos.
19. 19. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de archivo de datos contiene un conjunto de datos actual y al menos una versión precedente del actual conjunto de datos.
20. 20. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de archivo de datos incluye, en particular, datos que se pueden llamar vía autorización de acceso por sistemas externos.
21. 21. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es un módulo de datos de máquina y/o un módulo de adquisición de datos de operación (módulo MDE/BDE) .
22. 22. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo MDE/BDE consta de un medio para recibir señales que correspondan a datos de máquina o de operación por medio de una conexión TCP/IP.
23. 23. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo MDE/BDE se puede conectar a un medio de salida y/o a un módulo de software adicional.
24. 24. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es de resumen de la planta para entregar al menos los estados operativos y descripciones generales de la planta.
25. 25. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es uno de orden para introducir y/o proveer las ordenes a ser controladas de forma particular por los dispositivos de campo .
26. 26. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el módulo de orden contiene datos sobre las ordenes diversas, sobre la asignación de una orden para una estación de trabajo, sobre manejo de ordenes por cada estación de trabajo, sobre tiempos de trabajo deseados o similares.
27. 27. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes que se caracteriza en que el módulo de orden se puede conectar a un medio de entrada/salida y/o a otros módulos de software.
28. 28. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un módulo de software es de gestión de calidad (módulo CAQ) .
29. 29. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el dispositivo de control local es una computadora personal.
30. 30. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que la computadora personal consta de una pantalla sensible al tacto.
31. 31. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el dispositivo de control local es un sistema de control programable (SPS) que se conecta vía un sistema de bus a los dispositivos de campo.
32. 32. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que un sistema de control programable es un SPS maestro.
33. 33. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que la computadora de red consta de una base de datos y/o se conecta a una base de datos .
34. 34. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el sistema de red consta de al menos un medio de entrada para la entrada de datos, en particular, para cuadros de mantenimiento.
35. 35. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que dicho sistema consta de un medio de identificación y/o un medio para monitorear dispositivos de trabajo y/o estaciones de trabajo, en particular transportadores de piezas movibles.
36. 36. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que la red de computadora consta de un sistema de base de datos de evento que consiste de al menos la base de datos y una conexión de base de datos para colectarlos.
37. 37. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que la conexión de base de datos la conecta a un sistema de visualizacion.
38. 38. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que la base de datos, en particular de la computadora de red, consta de una LAN, una WAN, una conexión Intranet o similar para consultar.
39. 39. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que una herramienta de configuración se asigna al sistema de base de datos de evento para la representación gráfica de los parámetros de la conexión de la base de datos .
40. 40. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el sistema de visualización se conecta a un sistema de gestión de artículos y/o a un sistema de administración de ordenes para el intercambio de datos.
41. 41. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que el sistema de visualización consta de un número de máscaras de selección y/o de visualización.
42. 42. El sistema de red para manufacturar de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes se caracteriza en que la máscara de selección/visualización se comunica con al menos un módulo de software para intercambio de datos y/o llamar.