规划具有分层结构化任务和并行化选项的技术过程制造技术

本发明专利技术说明了一种用于规划技术过程(P)的计算机实现的方法，其中所述技术过程(P)具有分层结构化任务(A)，其中所述技术过程(P)包括物理单元的修改。所述计算机实现的方法具有以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】规划具有分层结构化任务和并行化选项的技术过程


[0001]本专利技术涉及一种用于规划技术过程的计算机实现的方法，其中所述技术过程具有分层结构化任务，其中所述技术过程(P)包括物理单元的修改。此外，本专利技术说明了一种用于执行技术过程的方法、一种计算机程序产品和一种计算机可读介质。
[0002]本专利技术特别是可以用于规划和执行具有分层结构化任务和并行化选项的技术过程。

技术介绍

[0003]本专利技术的任务在于提供一种用于规划技术过程的解决方案，所述技术过程具有带有并行化选项的分层任务。
[0004]在大量领域中，有可能借助于自主系统来解决当今由于工程耗费而无法经济地自动化的任务。这意味着灵活的或动态的领域需要为不断出现的新变体创建合适的处理计划，然后充分执行这些处理计划。对于经常重复的固定变体，特别是在大规模生产中，手动设计的成本可能会得到回报，但所需的灵活性使该策略变得不经济。
[0005]主要的焦点在于任务的自动化，这种自动化主要基于过程的并行执行。
[0006]优选地为此提及以下领域：
[0007]‑
物流和内部物流：多个组件可以在工厂内或生产地点之间移动货物，并且可以在那里对这些货物执行进一步的生产步骤。在这里，自主性可以是集中或分散地协调各个移动车辆(AGV)。此外，这也可以看作是整个工厂协调的子问题，由此于是可以自主地控制整个制造过程。因此可以轻松输入新的生产任务、改变AGV的数量或对不断变化的KPI做出反应。
[0008]‑
道路交通：多个车辆和部分固定基础设施都具有一系列传感器，部分车辆也可以自主或部分自主地驾驶。这里尤其是提出以下问题，如何将哪些传感器彼此组合以借助于传感器融合为运动规划或基础设施控制产生足够准确的数据。
[0009]‑
个人交通：应当如何选择公共交通运输组件的哪些组合以动态地完成所要求的交通任务？最佳时刻表是什么？如何应对拥堵和延误，例如在轨道交通中？
[0010]‑
过程工业：多个连续的生产过程需要协调控制用于混合、加热或冷却的泵和机器以及清洁步骤。由于每个组件中的过程复杂，只有在经过详细的模拟和测试后才能持续地适配流程。因此提出了以下问题，哪些模拟和测试提供所需要的信息以及哪些控制使得KPI最小化。由于两者都耗时且成本高，因此必须将这些步骤彼此协调并且尽可能多地并行化。
[0011]‑
感知：在图像处理中存在大量算法，这些算法是计算密集型的并且在任务相关的链接中才提供可用的结果。
[0012]因此，现代计算机体系架构的所有优势都在这里被利用来尽可能多地并行化。
[0013]上述所有应用领域的共同点是必须彼此协调大量过程并且强烈并行地控制这些过程。因此，只有在创建计划期间和/或规划期间就已经考虑到并行性方面并在执行期间最大程度地利用并行性方面，才有可能在这些领域中实现自主性。
[0014]因此，现有技术中的一个技术问题是从大量可能的元素中自动选择适合于并行地解决给定问题的元素，在多个并行序列的网络中对这些元素结构化，并使用合适的参数将它们调整为适合于任务。
[0015]已知可以使用两种方案来解决特殊情况。如上所述，挑战尤其在于问题大小、执行中必要的并行性与任务提出中的灵活性的组合。
[0016]在第一种方案中，如果只需要有限的灵活性并且这些灵活的组件所需的值范围在设计阶段就已完全已知，则可以以经典方式手动创建该过程。为此，流程对灵活的组件的依赖性被手动编码，以及在设计过程中明确开发出哪些过程在执行期间并行运行。该手动设计过程例如可以包括状态机、行为树或HTN组件。
[0017]在第二种方案中，可以用特殊规划器解决特殊同质领域中的非常小的任务(即理想情况下纯符号任务(也称为调度)或纯连续任务(也称为路径规划))。规划器的结果可以包含并行性(特别是以Petri网的形式)，然后可以使用对应的执行组件来利用所述并行性。
[0018]由此得出本专利技术的任务是说明一种用于规划相互依赖的技术任务和技术过程的改进的解决方案。

技术实现思路

[0019]本专利技术从独立权利要求的特征中得出。有利的扩展和设计是从属权利要求的主题。本专利技术的设计、应用可能性和优点从以下描述和附图中得出。
[0020]本专利技术涉及一种用于规划技术过程的计算机实现的方法，其中所述技术过程具有分层结构化任务，其中所述技术过程(P)包括物理单元的修改。所述计算机实现的方法具有以下步骤：
[0021]‑
读取所述分层结构化任务的依赖性说明，
[0022]‑
从所述依赖性说明中导出并行化选项，以及
[0023]‑
在纳入所述并行化选项的情况下生成第一动作序列，其中所述第一动作序列实施所述分层结构化任务。
[0024]在本专利技术的意义内的分层结构化任务是以不同的分层级别结构化的任务。较高的分层级别可以具有由位于其下面的分层级别的进一步任务更详细指定的任务。
[0025]特别地，分层结构化任务分别具有分层说明，其中每个分层说明确定过程内的分层级别，使得第一分层级别的第一任务由第二分层级别的进一步任务(或至少一个第二任务)进一步细化，其中所述第一任务和所述至少一个第二任务/所述进一步任务是所述分层结构化任务的一部分。特别地，第一分层级别可以由第一任务“规划、执行、控制、反应”来确定。在第二分层级别，在第二分层级别上的第一任务“控制”确定(至少一个第二任务或)进一步任务“测量实际值、调用目标值、将实际值和目标值进行比较、计算偏差”。
[0026]在本专利技术的意义中，物理单元的修改包括对物理单元、特别是真实世界中的对象的修改，特别是更改、适配、制造过程、生产步骤、处理和/或适应。这特别是包括对生产零件的铣削、各个部件的组装、工件的表面处理、工件的整形和/或对物理单元的在制造过程的范围中执行的其他修改。
[0027]在本专利技术的意义中，任务的依赖性说明是说明所提到的分层任务之间的依赖性的说明。这些依赖性在此特别可以是因果关系和/或时间关系。
[0028]因果依赖性说明技术过程的因果依赖性，特别是由于在先前(直接或间接在前的)动作完成且其结果存在时才能执行的动作引起的依赖性，特别是成型后上漆。特别地，一个动作还可以依赖于大量先前(并行或连续)的动作。时间信息说明技术过程的时间依赖性，特别是处理时间、等待时间、交付时间、工作时间和空闲时间。
[0029]在本专利技术的意义中，任务的并行化选项特别是用于可能并行地执行分层结构化任务的选项。从而特别是可以给定用于并行化同一分层级别的任务的选项。
[0030]本专利技术意义内的第一动作序列是动作的序列，其中这些动作实施所述分层结构化任务。该序列可以包含连续和/或并行的动作。分层任务可以定义机器的清洁，相关联的动作是“喷砂”、“刷洗”、“清洗”和“干燥”。
[0031]本专利技术的一个方面在于规划具有分层结构化任务的技术过程，并且在此过程中考虑所述分层结构化任务的并行化选项。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于规划技术过程(P)的计算机实现的方法，其中所述技术过程(P)具有分层结构化任务(A)，其中所述技术过程(P)包括物理单元的修改，具有以下步骤：
‑
读取(S1)所述分层结构化任务(A)的依赖性说明，
‑
从所述依赖性说明中导出(S2)并行化选项，以及
‑
在纳入所述并行化选项的情况下生成(S3)第一动作序列(AS1)，其中所述第一动作序列(AS1)实施所述分层结构化任务(A)。2.一种用于执行技术过程(P)的方法，其中所述技术过程已经通过根据权利要求1所述的方法加以规划，具有进一步方法步骤：
‑
通过执行第一动作序列(AS1)来执行(S3b)所述技术过程(P)的分层结构化任务(A)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，具有进一步方法步骤：
‑
接收(S4)过程数据，其中所述过程数据包括所述技术过程(P)的实际状态，
‑
基于所述过程数据生成(S5)第二动作序列(AS2)，以及
‑
通过执行所述第二动作序列(AS2)来执行(S5b)所述技术过程(P)的分层结构化任务(A)。4.根据权利要求3所述的方法，其中：
‑
所述第二动作序列(AS2)替代所述第一动作序列(AS1)，或
‑
所述第二动作序列(AS2)在时间上跟随所述第一动作序列(AS1)，或
‑
所述第二动作序列(AS2)停止所述技术过程(P)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述技术过程(P)，特别是根据权利要求2所述的技术过程(P)的执行，由至少一个生产单元执行，其中所述至少一个生产单元被构造为：
‑
生产机器，
‑
生产机器人，和/或
‑
自动化单元。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述技术过程(P)被构造为：
‑
制造过程，和/或
‑
物流过程，和/或
‑
交通控制过程，和/或
‑
运输过程。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：