[发明专利]运行生产厂房的方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于运行生产厂房/生产设备的方法。

背景技术

使用人类和机器人两者的生产厂房，通常被构造成这种方式：所述生产厂房的某些工作站由人类工人运行，所述生产厂房的其它工作站由机器人运行。在这方面，所述生产厂房的设计是不灵活的，至人类或机器人的工作站分配是明确规定的。因此，所述机器人通常固定安装在各自的工作站，其使得所述生产厂房的灵活调整是不可能的，并且个别单元的失败导致所述整个厂房停顿。此外，这与常常也是固定安装的运输系统一起还导致所述厂房的生产周期固定，使得所述厂房的生产能力不能灵活地调整以满足当前的生产要求。

通过EP 1 570 324 B1，已知动态自动化的方法，其中使用移动的机器人，所述移动的机器人根据要实施的工作步骤移动至不同的工作区域并在那里其通过传达给所述人类工人关于要实施的工作步骤的任务而与人类工人协作。这种系统具有更高的灵活性；但是，所述机器人的自身移动的性质对其编程提出了高要求，这也使得很难进行变化。

发明内容

因此，本发明要解决的问题是：提供根据所述权利要求1的前序部分所述的一种运行生产厂房的方法，其使所述生产厂房的运行特别灵活且简单地适应不同的生产要求。

这个问题通过具有权利要求1所述特征的方法解决。

这种方法涉及运行生产厂房，所述生产厂房具有多个工作站以实施至少一个各自的工作步骤。为了运行所述生产厂房，提供分配至所述生产厂房的控制系统。根据本发明，根据至少一项关于生产要求的标准，人类工人或者机器人借助于所述控制系统被分配至工作站，其中每个工人或者机器人可以被分配至一个或多个工作站。换言之，相应需要的人类工人和机器人的数量可以灵活地按照需要分配给生产厂房的各个工作站，以便随时最佳地以充分利用的方式运行所述生产厂房。另外，借助于所述灵活的分配，出故障的机器人等可以被顺利取代；或者如果需要，其故障可以暂时通过部署人类工作而弥补。另外，这种方法因此实现了所述生产厂房的故障特别少的运行。借助于使用的机器人和人类工人的数量变化，还可能顺利地实现所述生产厂房的生产周期速率对于潜在外部需求的匹配。

这里，使用要生产的产品件数作为所述关于生产要求的标准具有特别的优势。因此，可在任何时候确保对生产厂房按照生产能力利用率进行人员配备。

在优选的实施方案中，如果所述要生产的产品件数低于第一阈值，则所述工作站仅被人类工人所占据。在小批量生产中，在生产开始或在其它要求低生产件数的情况下，仅仅使用人类工人，因为在该产品件数下机器人未被充分利用，在此使用机器人是不经济的。另外，在件数特别小的情况下，单个工人可以操作多个工作站，使得每个工人发挥最大生产能力，并且不被过低要求。

如果要生产的产品件数高于用于仅配备人类工人的所述生产厂房的所述阈值，但是低于第二阈值，则人类工人和机器人两者都被分配至工作站。这可以通过控制设备非常迅速实施，使得在所述生产能力的短期增加期间，所述人类工人由机器人支持。

当高于所述第二阈值，即要生产的产品件数大，例如在满负荷的连续运行中，所有的工作站仅由机器人占据，以充分实现自动化的优点，并且避免人类工人过度劳累。

因此，人类工人和机器人总体而言在所述生产厂房的所有工作状态中被如此分配到工作站，即所述工人和所述机器人都总是最佳地发挥其生产能力，并且没有生产能力和资源被浪费掉。

当实施所述方法时，这是特别有利的：使用机器人，其被设计用来识别与其周围的物体即将发生的碰撞，并且在识别到该即将发生的碰撞时中断运动过程。这能够使得人类和机器人在紧邻的附近区域内安全合作，例如在单个的工作站内。

可选择地或额外地，可以为每个机器人布置所属的激光扫描仪，该激光扫描仪扫描机器人周围的锥形区域，并当物体或工人侵入该区域时中断所述机器人的运动过程。机器人和人类工人之间的冲突可借助于由机器人进行的主动碰撞识别和由配属的激光扫描仪可靠地加以避免，而不需要安全栅栏或类似物。由此，在所述生产厂房中机器人所需的空间减少，而机器人布置的灵活性同时增大。特别是因为没有复杂的安全装置必须被拆卸和重新组装，可以顺利地实现机器人的安置位置改变。

优选地，当机器人和人类工人同时部署时，每个机器人被分别分配一项工作任务，以及每个人类工人被分别分配多项工作任务。因此，每个人类工人可以操作例如多个机器人并向其提供初级产品。这种情况利用了人类工人的特殊灵活性，而例如使用机器人承担需要特别快速实施的重复性任务。