B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft die Steuerung von Produktionsanlagen für Meta II produkte, insbeson dere solche für Metallflachprodukte (z.B. Bleche, Bänder) und deren Weiterverarbeitung zu Metallwerkstücken.

Brammen aus verschiedenen Materialien wie beispielsweise Stählen, Kupferlegierungen oder Aluminium werden beispielsweise in Stranggussanlagen hergestellt und anschließend in einem metallverarbeitenden Betrieb, beispielsweise einem Press- oder Walzwerk, wei terverarbeitet. Typischerweise erfolgt die Weiterverarbeitung mehrstufig, beispielsweise einerseits in einem Warmwalzwerk und anschließend in einem Kaltwalzwerk. Das Warm- walzwerk macht sich die Methodik zunutze, die Brammen auf eine entsprechende Tempe ratur oberhalb der Rekristallisationstemperatur zu erwärmen und im Walzspalt eines Warmwalzwerks durch Druck auf eine vorgegebene Dicke zu reduzieren. Da das Volumen der Bramme gleichbleibt, kommt es zu entsprechenden Längen- und Breitenänderungen. Aufgrund des Warmwalzvorgangs resultiert aus einer Bramme schließlich beispielsweise ein Band, welches auf einem Haspel zu einem sogenannten Coil aufgewickelt wird.

Das Walzen kann unterschiedlich, insbesondere mehrstufig ausgeführt werden. Spricht man vom Warmwalzen, so wird entweder die stranggegossene Bramme auf eine vordefinierte Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur (wieder-) erwärmt oder der Gieß strang beim Gießwalzen aus der Gießhitze kommend auf eine vordefinierte Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur gehalten oder wiedererwärmt und auf eine vor definierte Dicke beispielsweise zum Erhalt des Coils warmgewalzt.

Das warmgewalzte Band (Warmband) kann in weiteren Prozessschritten weiterverarbeitet werden, beispielsweise gebeizt, geglüht, gespalten, kaltgewalzt und / oder beschichtet werden. Wird das warmgewalzte Band zum Beispiel zu einem Kaltband kaltgewalzt, so wird dieses weiter in seiner Dicke reduziert und die gewünschten Eigenschaften im Kaltband eingestellt. Wird das warmgewalzte Band oder kaltgewalzte Band gespalten, erfolgt eine Längsteilung aus einem breiten Band zu mehreren schmalen Bändern (Spaltbänder). Wird das warmgewalzte oder kaltgewalzte Band oder Spaltband beschichtet, erfolgt das Be schichten des Bandes mit einem nichtmetallischen oder metallischen Überzug, insbesonde re mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug, welcher beispielsweise in einer Schmelztauchbeschichtungsanlage oder alternativ in einer elektrolytischen Beschichtungs anlage aufgebracht werden kann.

Die Herstellung eines warmgewalzten Bandes oder kaltgewalzten Bandes oder eines daraus resultierenden Spaltbandes, welches gebeizt, geglüht und / oder beschichtet sein kann, wird in der Regel bei einem Hersteller, im Falle eines Stahlbandes bei einem Stahl hersteiler, umgesetzt, welches als Metallflachprodukt der weiterverarbeitenden Industrie (Weiterver arbeiter) zur Verfügung gestellt wird. Der Weiterverarbeiter führt in der Regel bei Eingang eines Metallflachprodukts eine Eingangsprüfung durch. Auf dieser Basis findet u. a. eine Kommissionierung für dessen Weiterverarbeitung statt. Dieser Ablauf bewirkt Aufwand, eine zeitliche Verzögerung und gegebenenfalls Qualitätseinbußen auf Seiten des Weiter verarbeiters.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt, eine entsprechende Steuervorrichtung, ein Verfahren zur Steuerung einer Produktionsanlage eines metallverar- beitenden Betriebs, eine entsprechende Steuervorrichtung sowie ein das oder die Verfah ren implementierendes Computerprogrammprodukt zur Verfügung zu stellen. Die der Er findung zugrunde liegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Pa tentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentan sprüchen angegeben.

Die Aufgabe wird mit einem computerimplementierten Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das computerimplementierte Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachpro dukt folgende Schritte auf:

- Bereitstellen eines Computermodells für eine Herstellung des gewünschten Me tallwerkstücks aus dem Metallflachprodukt in einem Verarbeitungsprozess, wo bei das Computermodell einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der Verarbeitungsprozess einen Verarbeitungsschritt an dem Metallflachprodukt durch ein Verarbeitungsmittel aufweist,

- Empfangen eines das Metallflachprodukt charakterisierenden technischen Da tensatzes, wobei zumindest ein Teil der Daten des technischen Datensatzes während der Herstellung des Metallflachprodukts erfasst wurde,

- Übergeben des technischen Datensatzes an den Eingang des Computermodells,

- Aufgrund der Übergabe des technischen Datensatzes, Empfangen eines Modell wertes für einen Betriebsparameter des Verarbeitungsmittels vom Ausgang des Computermodells,

- Herstellen des gewünschten Metallwerkstücks durch Steuern des Verarbei tungsprozesses, wobei die Steuerung des Verarbeitungsprozesses ein Steuern des Verarbeitungsmittels zum Durchführen des Verarbeitungsschritts an dem Metallflachprodukt mit dem auf den Modellwert gesetzten Betriebsparameter aufweist, wobei das Metallflachprodukt logisch in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist, wobei der technische Datensatz für jedes der Segmente das Segment charakterisierende techni sche Daten aufweist.

Ein Aspekt des Verfahrens beruht also darauf, dass der Hersteller eines Metallflachprodukts über entsprechende Material- und Produktionsdaten verfügt, die er z.B. entweder ohnehin für Qualitätsmaßnahmen prozessbegleitend intern dokumentiert bzw. dokumentieren muss oder die er zu Steuerzwecken bei der Herstellung des Metallflachprodukts nutzt oder die explizit zur Durchführung des obig beschriebenen Verfahrens erfasst werden. Das Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metall- flachprodukt stellt dem Weiterverarbeiter einen technischen Datensatz zur Verfügung, mit welchem er in die Lage versetzt werden könnte, Details zum Metallflachprodukt und / oder seiner Herstellung einsehen und somit analysieren zu können. Dies könnte beispielsweise zeitlich vor dem Empfang des Metallflachprodukts und dessen Durchsatz in den Weiterver arbeitungsmitteln des Weiterverarbeiters geschehen. Eine frühzeitige Bereitstellung des technischen Datensatzes könnte den Vorteil haben, dass die Eingangskontrolle des Metall flachprodukts beim Weiterverarbeiter im Umfang reduziert bzw. nur stichprobenartig, d.h. nicht für jedes empfangene Metallflachprodukt, durchgeführt werden oder sogar vollstän dig entfallen kann. Eine Eingangsprüfung mit reduziertem Umfang könnte beispielsweise auf vergleichsweise zeitaufwändige manuelle Prüfungen verzichten.

Der technische Datensatz könnte weiterhin als Basis für eine Plausibilitätsprüfung dienen, bei der Daten des technischen Datensatzes z.B. mit Daten aus der Eingangsprüfung vergli chen werden. Insbesondere könnte der technische Datensatz Daten enthalten, die im Rah men einer Eingangsprüfung nicht zugänglich sind, wie beispielsweise bestimmte physikali sche oder technische Prozessparameter der Herstellung oder ein Bezeichner einer be stimmten an der Herstellung des Metallflachprodukts beteiligten Produktionsmaschine. Auf diese Weise könnte die Datenbasis der Plausibilitätsprüfung vergrößert werden und so die Plausibilitätsprüfung vereinfacht und / oder verkürzt werden.

Der technische Datensatz könnte zudem eine Identifikation des Metallflachprodukts er leichtern und so das Risiko einer Materialverwechslung reduzieren oder eliminieren. Auf diese Weise könnte eine konstantere Qualität des Metallwerkstücks erzielt und das Risiko von Beanstandungen gesenkt werden.

Zumindest ein Teil der Daten des technischen Datensatzes wird als Eingabe an ein Compu termodell übergeben, das den Verarbeitungsprozess des Metallflachprodukts numerisch und / oder analytisch simuliert und dessen Ausgabe einen Modellwert für einen Betriebspa rameter eines Verarbeitungsmittels aufweist, das im Rahmen des Verarbeitungsprozesses zur Bearbeitung des Metallflachprodukts in einem Verarbeitungsschritt verwendet werden soll. Dies könnte den Vorteil haben, dass der Verarbeitungsschritt, für den der Modellwert erhalten wurde, auf Basis der tatsächlichen Eigenschaften des individuellen Metallflachpro dukts durchgeführt werden kann anstatt beispielsweise auf Basis von Erfahrungs-, Stan dard-, Soll-, Pauschal- oder Durchschnittswerten. Dies kann zusätzlich oder alternativ eine Prozessoptimierung und / oder Effizienzsteigerung ermöglichen. Ebenfalls könnte das Risiko von Qualitätsschwankungen des Metallwerkstücks reduziert werden. Des Weiteren könnte auf Basis des technischen Datensatzes und / oder des Modellwerts eine optimierte Reihenfolge in der Weiterverarbeitung(skette) ermöglicht werden, was sich durch z.B. eine Erhöhung der Auslastung der Verarbeitungsmittel, eine Verringerung der Durchlaufzeiten der Metallflachprodukte durch die Verarbeitungsanlage (beispielsweise durch Reduzierung der Anzahl von Materialwechseln je Verarbeitungsmittel) und / oder eine Einsparung der für den Betrieb der Verarbeitungsmittel benötigten Energie vorteilhaft auswirken könnte. Auch die Zuteilung von Metallflachprodukten als Ausgangsmaterial zur Herstellung bestimmter Metallwerkstücke könnte anhand von bestimmten gewünschten Eigenschaften der Metallwerkstücke optimiert werden, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Qualität der Metallwerkstücke auswirken könnte.

Einige der in dieser Offenbarung verwendeten Begriffe und Sachverhalte sind gemäß den nachfolgenden Definitionen und Klarstellungen zu verstehen. So wird hierin unter einem Metallflachprodukt ein Stück Halbzeug aus einem Metall, einem Stahl oder einer Metallle gierung verstanden, dessen Geometrie eine Zuordnung eines Nennwerts für eine Dicke er laubt, der klein gegenüber jeder weiteren zuordenbaren Nenn-Gesamtabmessung (z.B. Breite, Länge in, soweit zutreffend, vollständig entfaltetem oder abgerolltem Zustand) ist. Dabei bezeichnet „klein gegenüber" einen Unterschied von einem Faktor von mindestens 10, vorzugsweise mindestens 100. Das Metallflachprodukt kann optional einen nichtmetal lischen Anteil enthalten (z.B. im Stahl gelösten Kohlenstoff oder einen Kunststoffüberzug), wobei das Gewicht des nichtmetallischen Anteils klein gegenüber dem Gewicht des metalli schen Anteils ist. Bevorzugt besteht das Metallflachprodukt aus einem Stahlwerkstoff. Denkbar ist beispielsweise auch die Verwendung eines Aluminiumwerkstoffs.

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein Metallflachprodukt, aus dem in einem Verarbeitungsprozess ein gewünschtes Metallwerkstück hergestellt werden soll. Der Verar beitungsprozess weist einen Verarbeitungsschritt oder eine zeitliche Reihenfolge mehrerer Verarbeitungsschritte auf. Dabei beinhaltet jeder Verarbeitungsschritt eine physikalische und / oder chemische Änderung an dem Metallflachprodukt oder einem daraus hervorge henden Zwischenprodukt. Dabei gelten gleichzeitig durchgeführte elementare Änderungen als ein einzelner Verarbeitungsschritt der Reihenfolge.

Zu Beispielen eines Verarbeitungsschritts zählen, ohne Beschränkung auf das Genannte, eine Wärmebehandlung, ein Teilen und / oder eine Umformung. Eine Wärmebehandlung kann gezielt zur Einstellung spezieller Eigenschaften im herzustellenden Metallwerkstück umfassen. Ein Weiterverarbeitungsmittel zur Wärmebehandlung kann einen Ofen, bei spielsweise einen Durchlaufofen umfassen. Sollen vordefinierte Eigenschaften, wie zum Beispiel hohe Festigkeiten / Härten in dem Metallwerkstück eingestellt werden, kann das Weiterverarbeitungsmittel neben dem Ofen auch eine Abkühlvorrichtung zum gezielten Abkühlen des warmen Metallwerkstücks bzw. des warmen Metallflachprodukts umfassen. Ein Teilen kann gezielt zur Querteilung, beispielsweise zu Platten oder Blechen, und / oder zur Längsteilung, insbesondere ebenfalls zu Platten oder Blechen oder zu Spaltbändern, des Metallflachprodukts eingesetzt werden. Eine Umformung enthält eine Formänderung im Vergleich zum vorhergehenden Zustand und kann ein Profilieren, ein Rollformen, ein Ab kanten, ein Tiefziehen oder dergleichen umfassen.

Weist der Verarbeitungsprozess genau einen Verarbeitungsschritt auf, so überführt dieser Verarbeitungsschritt das Metallflachprodukt direkt aus dem Ausgangszustand in das ge wünschte Metallwerkstück. Weist der Verarbeitungsprozess mehr als einen Verarbeitungs schritt auf, so überführt jeder Verarbeitungsschritt der Reihenfolge, abgesehen vom letzten Verarbeitungsschritt der Reihenfolge, das Metallflachprodukt in einen anderen Zwischen zustand und der letzte Verarbeitungsschritt der Reihenfolge überführt das Metallflachpro dukt aus seinem letzten Zwischenzustand in das gewünschte Metallwerkstück. Somit er streckt sich die Definition des Metallflachprodukts von dessen Ausgangszustand bis ein schließlich zu seinem letzten Zwischenzustand und erst nach Vollendung des letzten Verar beitungsschritts ist das Metallwerkstück anstelle des Metallflachprodukts gegeben.

Durch die Übertragung des technischen Datensatzes, der während der Herstellung erfasste, das Metallflachprodukt charakterisierende Daten aufweist, und dessen Verwendung zur Bestimmung eines Wertes (des Modellwertes) für einen Betriebsparameter eines Verarbei tungsschrittes des Verarbeitungsprozesses, der das Metallflachprodukt in das Metallwerk stück überführt, kann der Verarbeitungsprozess durch Einzelheiten der Herstellung des Me tallflachprodukts beeinflusst werden. Dabei umfasst die Herstellung des Metallflachpro dukts sämtliche Be- und Verarbeitungsschritte am Material oder den Materialien des Me tallflachprodukts zwischen dem Abschluss der chemischen Darstellung dieser Materialien (z.B. Einstellen der chemischen Zusammensetzung der Schmelze im Hochofen) und dem Ausgangszustand des Metallflachprodukts. Der Ausgangszustand ist gekennzeichnet durch ein thermodynamisches, chemisches und mechanisches Gleichgewicht des Metallflachpro dukts mit seiner Umgebung in Abwesenheit technischer Mittel mit Ausnahme lager- und transporttechnischer Vorrichtungen. Zusätzlich wird hierin die Herstellung des Metallflach produkts erst dann als abgeschlossen erachtet, wenn der technische Datensatz vollständig vom Verarbeiter empfangen wurde und für dessen spontanen Zugriff frei verfügbar ist.

Ohne Einschränkung der Allgemeinheit kann der technische Datensatz beispielsweise Messdaten aufweisen, die während der Herstellung des Metallflachprodukts aufgenommen wurden, d.h. während der Durchführung eines Herstellungsschritts (z.B. Gießen, Beizen, Teilen) und / oder nach einem Herstellungsschritt an einem daraus hervorgehenden Zwi schenprodukt. Der technische Datensatz kann auch aus beispielsweise während der Her- Stellung des Metallflachprodukts gemessenen Messdaten berechnete Daten enthalten. Der technische Datensatz kann ferner beispielsweise einen Parameterwert aufweisen, der für eine an der Herstellung des Metallflachprodukts beteiligte Produktionsvorrichtung während der Herstellung gesetzt war. Beispielsweise können dem technischen Datensatz statische Informationen, wie etwa eine Maschinenkennung einer an der Herstellung des Metallflach produkts beteiligten Produktionsvorrichtung, und / oder dynamische Informationen, wie beispielsweise ein Zeitstempel oder ein Bezeichner für einen die Herstellung des Metall flachprodukts überwachenden Mitarbeiter, hinzugefügt werden. Solche hinzugefügten In formationen könnten z.B. in einem Speicher einer Steuerungsvorrichtung hinterlegt sein, die die Produktionsanlage zur Herstellung des Metallflachprodukts steuert.

In jedem Fall ist, analog zur Definition der Herstellung des Metallflachprodukts, die Erzeu gung des technischen Datensatzes als abgeschlossen zu betrachten, wenn der Verarbeiter den technischen Datensatz vollständig empfangen hat und auf diesen spontan zugreifen kann. Dies bedeutet, dass die Daten des technischen Datensatzes bereits vor ihrem Emp fang durch den Verarbeiter zwar gespeichert sein können, aber von diesem nicht oder nicht vollständig gelesen werden können. Erst durch den Empfang der genannten Daten wird der technische Datensatz dem Verarbeiter zugänglich. Damit unterscheidet sich der technische Datensatz von weiteren Daten, die beispielsweise am fertigen Metallflachprodukt gemes sen werden, aber entweder nicht an den Verarbeiter übertragen werden (interne Daten des Herstellers), oder die (beispielsweise im Rahmen einer Eingangsprüfung) direkt nach ihrer Erfassung ohne vorherige Speicherung für den Verarbeiter verfügbar sind, oder die in jedem gespeicherten Zustand öffentlich frei lesbar sind. Insofern kann der Schritt des (phy sischen) Empfangens des technischen Datensatzes auch als Freigabe eines Speicherplatzes mit kontrolliertem Zugriff implementiert sein, sodass der Verarbeiter den technischen Da tensatz zu einem wahlfreien Zeitpunkt nach der Freigabe physisch empfangen kann. Dies schließt auch eine dauerhafte Freigabe eines Speicherplatzkontingents (z.B. eines Netzwer kordners) ein, auf das der Verarbeiter einen privilegierten, aber zeitlich wahlfreien Zugriff hat und das sich somit von öffentlichen Daten unterscheidet. Der Empfang des technischen Datensatzes ist also spezifisch für den empfangenden Verarbeiter.

Die Datentypen, -Schlüssel oder -kategorien des technischen Datensatzes können zwischen dem Hersteller des Metallflachprodukts und dem Weiterverarbeiter vereinbart werden. Dies kann beispielsweise eine Identifikation der Informationsbedarfe z.B. für eine optimier te Zerlegung des Metallflachproduktes in Teilsegmente und deren individuelle Weiterver arbeitung beinhalten. Dies erfordert bereits bei der Datenbereitstellung die differenzierte Betrachtung des gesamten Bandes in dynamisch festlegbaren Segmenten. Ferner kann es erforderlich sein, besondere Anforderungen für die Erfassung der Daten an Produktionsan lagen auf Seiten des Lieferanten zu formulieren. Die Bereitstellung des technischen Daten- satzes kann eine herstellerseitige Erweiterung der Plausibilisierung und Validierung der er fassten Daten nach Anforderungen des Verarbeitungsbetriebs erforderlich machen. Die Daten des technischen Datensatzes können im Hinblick auf Bedürfnisse des Verarbeitungs betriebs in aufbereiteter Form bereitgestellt werden, z.B. in Form von inhaltlichen Interpre tationen wie etwa einer Anwendungsfallprüfung oder durch spezifische Informationsdar stellungsformen wie beispielsweise Ampel-Logiken, konkrete Werte, Diagramme usw. Auch die Form der Bereitstellung der Daten (zum Beispiel vollautomatisiert, auf Abruf, einzelfall bezogen) kann zwischen Hersteller und Weiterverarbeiter vereinbart werden.

Analog zum technischen Datensatz und ohne Einschränkung der Allgemeinheit kann der Verarbeitungsdatensatz beispielsweise Messdaten aufweisen, die während der Verarbei tung des Metallflachprodukts aufgenommen wurden, d.h. während der Durchführung eines Verarbeitungsschritts (z.B. Richten, Umformen, Fügen) und / oder nach einem Verarbei tungsschritt an einem daraus hervorgehenden Zwischenprodukt. Der Verarbeitungsdaten satz kann auch aus beispielsweise während der Verarbeitung des Metallflachprodukts ge messenen Messdaten berechnete Daten enthalten. Der Verarbeitungsdatensatz kann bei spielsweise ferner einen Parameterwert aufweisen, der für eine an der Verarbeitung des Metallflachprodukts beteiligte Verarbeitungsvorrichtung während der Herstellung des ge wünschten Metallwerkstücks gesetzt war. Beispielsweise können dem Verarbeitungsdaten satz statische Informationen, wie etwa eine Maschinenkennung einer an der Herstellung des Metallwerkstücks beteiligten Verarbeitungsvorrichtung, und / oder dynamische Infor mationen, wie beispielsweise ein Zeitstempel oder ein Bezeichner für einen die Herstellung des Metallwerkstücks überwachenden Mitarbeiter, hinzugefügt werden. Solche hinzuge fügten Informationen könnten z.B. in einem Speicher einer Steuerungsvorrichtung hinter legt sein, die die Verarbeitungsanlage zur Herstellung des Metallwerkstücks steuert.

Der Hersteller des Metallflachprodukts und der (Weiter-)Verarbeiter, also der Hersteller des Metallwerkstücks aus dem Metallflachprodukt, bilden zumindest bezüglich des techni schen Datensatzes zwei unabhängige Entitäten. Dies bedeutet, dass der Verarbeiter wirt schaftlich entweder mit dem Hersteller des Metallflachprodukts Zusammenhängen (also z.B. verschiedene Abteilungen desselben Unternehmens, zwei verschiedene Tochter- oder Schwesterunternehmen derselben Unternehmensgruppe, Joint-Venture-Partner oder an derweitig durch gemeinsame Rechnung und / oder Organisation miteinander verbundene Unternehmen) oder eigenständig organisiert sein kann; in jedem Fall hat der Verarbeiter ohne den vollzogenen Schritt der Bereitstellung des technischen Datensatzes keinen spon tanen Zugriff auf die Daten des technischen Datensatzes. Analog gilt für den Fall, dass der Verarbeiter während der Verarbeitung einen Verarbeitungsdatensatz erzeugt und diesen als Datenrückfluss an den Hersteller des Metallflachprodukts übermittelt, dass der Herstel- ler des Metallflachprodukts vor der besagten Übermittlung keinen spontanen Zugriff auf die Daten des Verarbeitungsdatensatzes hat.

Unter einem Computermodell ist hierin jegliche Art der Vorhersage der Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Metallflachprodukts und / oder eines daraus gefertigten Zwischenprodukts durch ein oder mehrere Verarbeitungsmittel zu verstehen. Der techni sche Datensatz des Metallflachprodukts dient dabei als Eingangsgröße. Die Modellierung selbst kann beispielsweise anhand mathematischer Modelle in analytischer, heuristischer, direkt numerischer oder approximativ numerischer Form erfolgen. Auch der Einsatz neuro naler Netzwerke ist möglich, wobei dadurch die tatsächliche Weiterverarbeitungseigen schaft der / des Verarbeitungsmittel(s) Berücksichtigung finden kann und damit auch der entsprechende Charakter eines jeweiligen Weiterverarbeitungsmittels in die Modellierung einfließen kann. Als Ausgangsgröße wird mindestens ein Modellwert für einen Betriebspa rameter bereitgestellt, welcher zur Steuerung wenigstens eines an dem Verarbeitungspro zess des Metallflachprodukts hin zum gewünschten Metallwerkstück beteiligten Verarbei tungsmittels verwendet wird.

Ein typischer Verarbeitungsschritt ist das Umformen. Daher kann es sich bei dem Metall werkstück, ohne Einschränkung, um ein Formteil wie beispielsweise ein offenes Profil oder ein Rohr handeln. Im nicht-ausschließlichen Beispiel einer Produktion eines geschweißten Rohres wird zunächst ein bandförmiges Metallflachprodukt bereitgestellt, welches abhän gig von der Größe bzw. von dem Durchmesser des zu erzeugenden Rohrs als ungespaltenes Band oder als Spaltband, welches im Rahmen eines Spaltens und / oder Längsteilens eines ungespaltenen Bands erstellt worden ist. In dem Beispiel ist der technische Datensatz zu dem Metallflachprodukt vor Erhalt des Metallflachprodukts vom Metallflachprodukther steller vorab übermittelt worden, so dass aufgrund der Verarbeitung des technischen Da tensatzes durch das Computermodell mindestens ein Betriebsparameter bereitgestellt werden kann, mit welchem das Verarbeitungsmittel angesteuert werden kann.

Als Verarbeitungsmittel dient in dem Beispiel u.a. eine Rollprofiliervorrichtung, in welcher das Band / Spaltband zu einem rohrförmigen Schlitzband geformt wird. Dieses durchläuft anschließend eine Schweißvorrichtung, in welcher der Schlitz, also die zwei Längskanten des Bandes, insbesondere im Stumpfstoß, stoffschlüssig verbunden werden und sich somit ein rohrförmiges Band mit geschlossenem Querschnitt einstellt. Dabei ist nach der Schweißvorrichtung ein weiteres Mittel zur Querteilung des rohrförmigen Bandes angeord net, um das rohrförmige Band in einzelne Rohre mit endlicher Länge abteilen und bereit stellen zu können. Bei Bedarf kann vor dem Rollprofilieren das Metallflachprodukt in Form eines Bandes oder Spaltbandes einem Richtprozess zugeführt werden, um eine vordefinier ten Planheit im Band einstellen zu können, und optional davor oder danach einem Be- säumprozess zum Besäumen der Längskanten, um eine definierte Breite und / oder ein de finiertes Kantenprofil für den Schweißprozess einstellen zu können.

Zu beispielhaften Verarbeitungsschritten zählen insbesondere:

- Teilen, z.B. Stanzen, Schneiden, Querteilen, Längsteilen;

- Umformen, z.B. Profilieren, Rollformen, Pressen, Abkanten (Gesenkbiegen), Zie hen, Tiefziehen, Schmieden, Walzen, Verdrehen, Bombieren;

- Wärmebehandlung, z.B. Glühen, Härten, Randschichthärten, thermochemisches Oberflächenhärten, Vergüten, Bainitisieren, Perlitisieren;

- Richten, z.B. Streckbiegerichten, Flammrichten;

- Fügen, z.B. formschlüssig (z.B. Nieten, Durchsetzfügen (Clinchen)), kraftschlüssig (z.B. Verschrauben), stoffschlüssig (z.B. Schweißen, Löten, Kleben);

- Oberflächenveredelung, z.B. Lackieren, Beschichten, Galvanisieren, Verzinken, Emaillieren, Aufwalzen, Aufkleben, Aufschmelzen, Tauchen, Sprühen, Flamm- spritzen, Wirbelsintern;

- Erzeugung von Verbundwerkstoffen, z.B. Metall / Kunststoff oder Metall / Kera mik.

Zu einer beispielhaften Liste möglicher Schritte im Rahmen der Herstellung des Metall flachprodukts zählen:

- Schmelzen;

- Gießen;

- Walzen, z.B. Warmwalzen, Kaltwalzen;

- Beizen;

- Glühen;

- Beschichten, z.B. elektrolytisch, Feuerverzinken, Bandbeschichten, Lackieren;

- Dressieren;

- Erzeugung von Verbundwerkstoffen, z.B. Metall / Kunststoff oder Metall / Kera mik;

- Inspizieren / Reparieren;

- Spalten (längs, quer) / Teilen / Stanzen.

In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Betriebsparameter einen variablen Stell wert des Verarbeitungsmittels (z.B. Verarbeitungsgeschwindigkeit, Stanzmaße), eine bei der Verarbeitung auf das jeweils verarbeitete Zwischenprodukt einwirkende physikalische oder chemische Größe (z.B. Kraft, Temperatur, Ätzmittelkonzentration) und / oder eine durch den Verarbeitungsschritt zu realisierende gewünschte Eigenschaft des resultierenden Zwischenprodukts oder Werkstücks (z.B. Dicke einer Galvanisierungsschicht, Biegesteifig keit, Härte) aufweisen.

Gemäß einer Ausführungsform weist der technische Datensatz geometrische Daten, mate rialspezifische Daten und / oder oberflächenspezifische Daten des Metallflachprodukts auf. Dies könnte den Vorteil haben, dass die Bearbeitung des Metallflachprodukts durch das Verarbeitungsmittel mithilfe des Betriebsparameter-Modellwerts automatisch und realda tenbasiert auf Schwankungen und Besonderheiten der Abmessungen, des Materials und / oder der Oberflächenbeschaffenheit des Metallflachprodukts angepasst werden kann.

Dabei beziehen sich Geometrische Daten des Datensatzes auf die Länge, Breite, Dicke und / oder Bombierung des Metallflachprodukts und materialspezifische Daten beziehen sich auf die Eigenschaften des Metallflachprodukts, beispielsweise mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Dehnung, Gefügestruktur usw. Oberflächenspezifische Daten kommen bei spielsweise dann zum Tragen, wenn das Metallflachprodukt auch mit einem nichtmetalli schen und / oder metallischen Überzug beschichtet ist, so dass lokale Schwankungen der Zusammensetzung und / oder Dicke des Überzugs Berücksichtigung finden können.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Herstellung des Metallflachprodukts einen Her stellungsschritt auf, wobei der Herstellungsschritt ausgewählt ist aus einem Gießen, einem Warmwalzen, einem Kaltwalzen, einem Beizen, einem Glühen, einer Oberflächenverede lung und einem Dressieren, wobei der während der Herstellung des Metallflachprodukts erfasste Teil des technischen Datensatzes einen Parameter des Herstellungsschritts oder einen während des Herstellungsschritts erfassten Messwert aufweist. Auf diese Weise könnten aus den technischen Umständen des Gießens, des Warm- oder Kaltwalzens, des Beizens, des Glühens, der Oberflächenveredelung und / oder des Dressierens resultierende spezifische Eigenschaften des individuellen Metallflachprodukts bei der Durchführung des Verarbeitungsschritts mit dem diese spezifischen Eigenschaften widerspiegelnden Modell wert des Betriebsparameters des den Verarbeitungsschritt an dem Metallflachprodukt durchführenden Verarbeitungsmittels durch die auf diese Weise an die individuellen Eigen schaften angepasste Funktionsweise des Verarbeitungsmittels berücksichtigt werden. Es versteht sich, dass der technische Datensatz einen oder mehrere solcher Parameter enthal ten kann.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Parameter des Herstellungsschritts ausgewählt aus einer Bezeichnung eines Gießverfahrens, einer Gießtemperatur, einer Bezeichnung eines Walzverfahrens, einer Walzgeschwindigkeit, einer Walzdicke, einer Walzenrauigkeit, einer Walzenballigkeit, einer Bezeichnung eines Beizverfahrens, einer Glühtemperatur, einer Glühdauer, einer Bezeichnung eines Oberflächenveredelungsverfahrens, einer Bezeichnung eines für die etwaige Oberflächenveredelung verwendeten Materials, einer Bezeichnung eines Dressierverfahrens und einem Dressiergrad. Beispielsweise könnte das Verarbei tungsmittel durch Setzen des Betriebsparameters auf den Modellwert eine von dem Gieß verfahren, der Gießtemperatur, dem Walzverfahren, der Walzgeschwindigkeit, der Walzdi cke, der Walzenrauigkeit, der Walzenballigkeit, dem Beizverfahren, der Glühtemperatur, der Glühdauer, dem Oberflächenveredelungsverfahren, dem für die etwaige Oberflächen veredelung verwendeten Material, dem Dressierverfahrens und / oder dem Dressiergrad auf bekannte Weise abhängige physikalische Eigenschaft des Metallflachprodukts (z.B. Stei figkeit, Härte, Zähigkeit, (spezifische) Festigkeit, Duktilität, Sprödigkeit, Oberflächenrauig keit, Abweichungen von der Nenngeometrie) berücksichtigen.

Gemäß einer Ausführungsform weist der technische Datensatz einen etwaigen Fehler des Metallflachprodukts charakterisierende Daten auf. Ein Fehler wird hierin als Produktions fehler des Metallflachprodukts verstanden, d.h. eine Abweichung einer physikalischen oder Materialeigenschaft des Metallflachprodukts von einem bei Lieferung erwarteten Nenn-, Norm- oder Sollzustand. Zu einer nicht erschöpfenden Liste typischer Fehler zählen eine Seigerung, ein Lunker, ein Riss, eine Pore, eine Fehlstelle, ein Einschluss und eine Ablösung einer Beschichtung. Sichtbare Fehler können beispielsweise an der Oberfläche des Metall flachprodukts mit geeigneten Mitteln, wie zum Beispiel mittels Induktion oder bildgeben den Verfahren, und nicht sichtbare Fehler innerhalb des Metallflachprodukts mit geeigne ten Mittel, wie zum Beispiel mittels Ultraschall, detektiert werden. Ein Fehler kann bei spielsweise charakterisiert werden durch eine Bezeichnung der Art des Fehlers, seine Posi tion (ohne Einschränkung z.B. in zwei Koordinaten bei vernachlässigbarer Dicke des Metall flachprodukts, etwa bei einem Coil-Blech oder einer Metallfolie, oder z.B. in drei Koordina ten bei signifikanter, strukturell bearbeitbarer Dicke, etwa bei einem Grobblech mit Dicke 20 mm oder 160 mm) und / oder seine Größe und Form charakterisierende geometrische Informationen (z.B. Kreis mit Kreisdurchmesser, Polygon mit einer oder mehreren Kanten längein)).

Die Kommunikation eines Fehlers mithilfe des technischen Datensatzes könnte es dem Ver arbeiter ermöglichen, den Fehler bei der Verarbeitung des Metallflachprodukts zu berück sichtigen, z.B. durch Nichtverwenden des Bereichs, in den sich der Fehler befindet, durch Hinzufügen eines geeigneten Reparaturschritts zum Verarbeitungsprozess oder durch Mit verarbeiten des Fehlers, falls dieser die Funktion des Metallwerkstücks nicht beeinträchtigt, möglicherweise verbunden mit z.B. einem Drehschritt, der das Metallflachprodukt in eine Orientierung überführt, bei der der Fehler nach Abschluss des Verarbeitungsprozesses an einer unkritischen Position des gewünschten Metallwerkstücks platziert ist. Der Empfang der Fehlercharakterisierung kann optional zusätzlich oder alternativ über einen vom Über tragungskanal der übrigen Daten des technischen Datensatzes (z.B. sitzungsbasierte Abho- lung des Datensatzes aus einem Fernzugriffsspeicher) getrennten Weg erfolgen (z.B. durch Empfang einer Hinweis-E-Mail) und beispielsweise auf einem Ausgabegerät (z.B. Bildschirm, Lautsprecher) als Meldung ausgegeben werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Metallflachprodukt eine Oberflächenveredelung und / oder eine Beschichtung auf. In diesem Fall könnte das Metallflachprodukt einen Feh ler aufweisen, der von der Beschichtung oder der sonstigen Oberflächenveredelung ver deckt wird, sodass dieser selbst bei einer Eingangsprüfung möglicherweise nicht gefunden werden könnte. Wird der Fehler jedoch bei der Herstellung des Metallflachprodukts ent deckt, so können z.B. in einem Inspektionsschritt vor dem Auftrag der Oberflächenverede lung den Fehler charakterisierende technische Daten erfasst und in den technischen Daten satz aufgenommen werden. Der Empfang einer Fehlercharakterisierung für einen unsicht baren Fehler könnte somit den Vorteil einer konstanteren Qualität des Metallwerkstücks bewirken. Bei einer Beschichtung kann es sich insbesondere um einem metallischen Korro sionsschutzüberzug oder einen nichtmetallischen Überzug, beispielsweise in Form einer Folie (Folienbeschichtung) oder in Form eines Lacks (Lackbeschichtung) handeln.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Metallwerkstück in einem Verarbeitungswerk her gestellt, wobei das Verarbeitungswerk das Metallflachprodukt und den technischen Daten satz von einem metallverarbeitenden Betrieb (z.B. einem Press- oder Walzwerk) empfängt. Dies könnte den Vorteil haben, dass eine Produktionssteuerungsanlage des Verarbeitungs werks infolge des Empfangs des technischen Datensatzes Zugriff auf die darin enthaltenen, das Metallflachprodukt charakterisierenden technischen Informationen erhält, die andern falls als interne Informationen des metallverarbeitenden Betriebs behandelt würden und somit von Seiten des Verarbeitungswerks nicht zugegriffen werden könnten. Somit könnte das Verarbeitungswerk diese Informationen, durch Ermitteln des Modellwertes für den Betriebsparameter des Verarbeitungsmittels wie hierin beschrieben, bei der Produktion des Metallwerkstücks aus dem Metallflachprodukt mithilfe des auf den Modellwert des Be triebsparameters eingestellten Verarbeitungsmittels berücksichtigen.

Ein Beispiel für ein Verarbeitungswerk ist ein sogenanntes Stahl-Service-Center (SSC). SSCs verfügen über Verarbeitungsmittel, die zur Weiterverarbeitung von Metallflachprodukten dienen, und definieren für die Hersteller von Metallflachprodukten Schnittstellen zu End abnehmern (Weiterverarbeiter), so dass gewünschte Zielprodukte (Metallwerkstücke) be reitgestellt werden können. So können SSCs schon vor Erhalt des Metallflachprodukts den entsprechenden technischen Datensatz zu dem Metallflachprodukt von den Metallflach produktherstellern zur Verfügung gestellt bekommen, sodass diese entsprechend planen und kommissionieren könnten, dass Eingangskontrollen und Stillstände verringert, Durch laufzeiten optimiert und die Planungssicherheit des Verarbeitungsprozesses im Zusammen hang mit zahlreichen seitens des SSC vorgesehenen weiteren Verarbeitungsprozessen ver- bessert werden könnte. Diesbezüglich könnten die SSCs den Endabnehmern auch Beliefe rungstermine schneller mitteilen und entsprechend zusichern bzw. halten.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt zusätzlich ein Erfassen eines den Verarbei tungsschritt charakterisierenden Verarbeitungsdatensatzes während der Durchführung des Verarbeitungsschritts an dem Metallflachprodukt sowie ein Übertragen des Verarbeitungs datensatzes an den metallverarbeitenden Betrieb zur Anpassung einer Steuerung einer Produktionsanlage des metallverarbeitenden Betriebs auf Basis des Verarbeitungsdatensat zes auf. Der auf diese Weise eingerichtete Datenrückfluss vom Verarbeitungswerk zum me tallverarbeitenden Betrieb könnte es dem metallverarbeitenden Betrieb ermöglichen, Pro zessparameter bei der zukünftigen Herstellung weiterer Metallflachprodukte so anzupas sen, dass bestimmte Eigenschaften der zukünftigen Metallflachprodukte für einen oder mehrere der Verarbeitungsschritte optimiert sind. Beispielsweise ließen sich auf diese Wei se systematische Abweichungen der Geometrie des Metallflachprodukts von einem be kannten Bedarf des Verarbeitungswerks erkennen und seitens des metallverarbeitenden Betriebs reduzieren oder eliminieren, sodass in dem Beispiel ein zusätzlicher Verarbei tungsschritt zur Korrektur der systematischen Maßabweichungen (Besäumung) weniger aufwändig werden oder sogar entfallen könnte.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsmittel ausgewählt aus einer Umform vorrichtung, einer Teilvorrichtung, einer Fügevorrichtung, einer Wärmebehandlungsvor richtung, einer Richtvorrichtung, einer Sortiervorrichtung, einer Oberflächenveredelungs vorrichtung und einer Vorrichtung zur Herstellung von Verbundwerkstoffen, wobei der Be triebsparameter eine Einstellung des Verarbeitungsmittels oder eine physikalische Wirkung des Verarbeitungsmittels auf das Metallflachprodukt charakterisiert. Somit könnte das Computermodell die Einstellung eines oder mehrerer Geräteparameter des Verarbei tungsmittels (z.B. eine Verarbeitungsgeschwindigkeit, eine Geometrieeinstellung, eine Werkzeugauswahl oder eine geräteseitig aufzubringende Kraft) direkt vorgeben, sodass diese nicht in einem zusätzlichen Arbeitsschritt ermittelt werden müsste(n). Alternativ oder zusätzlich könnte eine physikalische Wirkung des Verarbeitungsmittels auf das Metallflach produkt definiert werden (z.B. Temperatur, Kraft am Ort des Metallflachprodukts), die bei spielsweise mithilfe einer Messvorrichtung überwacht und mittels einer Regelschleife in eine Geräteeinstellung des Verarbeitungsmittels übersetzt werden könnte. Auf diese Weise könnte der benötigte Umfang manueller Bedienoperationen des Verarbeitungsmittels re duziert, die Bearbeitungsdauer des Metallflachprodukts durch das Verarbeitungsmittel ver kürzt und / oder die Qualität des gewünschten Metallwerkstücks verbessert werden. Erfindungsgemäß ist das Metallflachprodukt logisch in eine Vielzahl von Segmenten unter teilt, wobei der technische Datensatz für jedes der Segmente das Segment charakterisie rende technische Daten aufweist. Auf diese Weise könnte eine segmentspezifische Auswahl und Verarbeitung des Metallflachprodukts ermöglicht werden. Beispielsweise könnten die Eigenschaften des Metallflachprodukts nicht als jeweils über die gesamte Länge und Breite definierte Mittel- oder Nennwerte, sondern als segmentspezifische Realwerte zur Modellie rung herangezogen werden. Dadurch könnte während des Verarbeitungsprozesses, insbe sondere bei der Steuerung des Verarbeitungsmittels, besser auf lokale Schwankungen rea giert werden.

Liegt beispielsweise das Metallflachprodukt als Band vor, so weist es eine größere Längser streckung (Länge) im Vergleich zur Quererstreckung (Breite) auf, wobei insbesondere die Länge in einzelne Abschnitte unterteilt werden kann. Da die physikalischen und / oder ma terialspezifischen Eigenschaften in Längs- und / oder Quererstreckung des Metallflachpro dukts variieren können, könnte die Einteilung in Abschnitte dazu beitragen, dass eine Glie derung in Abschnitte in Längserstreckung (und / oder bei Bedarf in Quererstreckung) aus sagekräftiger sind und sich lokale Schwankungen besser identifizieren lassen als ein Mittel wert über die gesamte Länge, welcher lokale Schwankungen nicht berücksichtigt.

Gemäß einer Ausführungsform ist jedes Segment individuell auslegbar, insbesondere in Abhängigkeit des technischen Datensatzes. Vorzugsweise weist jedes Segment in wenigs tens einer Richtung eine Ausdehnung von höchstens 5 Metern (m), vorzugsweise höchstens 1 Meter auf. Bei der Richtung könnte es sich beispielsweise um eine Längsrichtung eines Bandes handeln, sodass das Band logisch in kleine Quersegmente unterteilt ist, oder um eine Querrichtung des Bandes, sodass eine logische Unterteilung in mehrere Spaltbänder mit individuellen Eigenschaften vorliegt. Das Metallflachprodukt kann auch mit logischen Maßbegrenzungen in mehr als einer Richtung aufgeteilt werden, beispielsweise als Raste rung von 50 x 50 Zentimetern (cm). Da die materialspezifischen Eigenschaften in Längs- und / oder Querstreckung des Metallflachprodukts variieren können, könnte die Einteilung in Abschnitte dazu beitragen, dass eine feine Gliederung in Abschnitte in Längserstreckung (und / oder bei Bedarf in Quererstreckung) von 1 m und weniger aussagekräftiger sind und sich lokale Schwankungen besser identifizieren lassen als ein Mittelwert über die gesamte Länge, welcher lokale Schwankungen nicht berücksichtigt.

Eine Berücksichtigung von Materialschwankungen mit hoher Auflösung im Verarbeitungs prozess könnte insbesondere bei der Herstellung kleinformatiger Metallwerkstücke eine genauere Sortierung beispielsweise nach Qualität ermöglichen. Ein weiterer Vorteil könnte darin bestehen, dass bei der Fertigung einer Vielzahl von Metallwerkstücken aus demsel ben Metallflachprodukt eine abschließende Qualitätsprüfung vereinfacht werden könnte, da aufgrund der hohen Auflösung bereits werkstückspezifische Qualitätsinformationen aus der Herstellung des zugrundeliegenden Metallflachprodukts vorliegen.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Betriebsparameter eine Spezifikation eines aus den Segmenten für die Herstellung des Metallwerkstücks ausgewählten Segments auf. Durch eine Auswertung des technischen Datensatzes und einen Abgleich mit einer dem Eingang des Computermodells bereitgestellten Spezifikation des gewünschten Metallwerk stücks könnte das Computermodell ein für das individuelle Metallwerkstück am besten ge eignetes Segment identifizieren. Dies könnte eine weitere Qualitätsverbesserung ermögli chen und die Qualitätsüberwachung z.B. bei Serienproduktion des Metallwerkstücks verein fachen.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Verarbeitungsmittel aufgrund des technischen Datensatzes und / oder des Modellwertes aus einer Vielzahl von verfügbaren Verarbei tungsmitteln ausgewählt. Beispielsweise könnte die Auswahl unter dem Kriterium einer Optimierung des Verarbeitungsmittels für die individuellen Eigenschaften des Metallflach produkts oder einer Verringerung des Verschleißes des Verarbeitungsmittels erfolgen. Eine Optimierung könnte zum Beispiel darin bestehen, ein kleineres Verarbeitungsmittel für den Verarbeitungsschritt an einem Metallflachprodukt mit kleineren (z.B. signifikant unter durchschnittlichen) Gesamtabmessungen auszuwählen, damit eine Verarbeitung größerer Metallflachprodukte auf größeren Maschinen nicht aufgrund einer Auslastung durch Verar beitung kleinerer Metallflachprodukte verzögert wird. Alternativ ließe sich bei einer großen Zahl zu verarbeitender kleinformatiger Metallflachprodukte die Auslastung der Großfor matmaschinen erhöhen, indem sie zwischendurch auch kleinformatige Metallflachprodukte verarbeiten. Das Prinzip lässt sich analog auf andere Eigenschaften von Metallflachproduk ten übertragen, z.B. bei der Verwendung einer Umformanlage mit höherer maximaler Bie gekraft für überdurchschnittlich dicke Metallflachprodukte oder auch deren Verwendung zum Umformen von Metallflachprodukten geringerer Dicke zur Verbesserung der Auslas tung.

Eine Verringerung des Verschleißes der Verarbeitungsmittel ließe sich beispielsweise dadurch erzielen, dass aus einer Vielzahl verschiedener Anlagen, deren identischer Be triebsparameter jeweils innerhalb eines individuell verschiedenen zulässigen Wertebereichs eingestellt werden kann, für das individuell simulierte Metallflachprodukt ein Verarbei tungsmittel ausgewählt wird, für das der Modellwert nicht am z.B. oberen Rand des zulässi gen Wertebereichs liegt. Beispielsweise ließe sich eine Umformanlage mit einer mittleren Biegekraft, Prozesstemperatur usw. verschleißärmer betreiben als mit einer hohen Biege kraft, Prozesstemperatur usw. Alternativ könnte ein Betrieb am z.B. unteren Rand eines zulässigen Wertebereichs für den Betriebsparameter qualitative Nachteile für das ge- wünschte Metallwerkstück zur Folge haben. So könnte etwa eine Biegevorrichtung für Grobbleche zur Umformung eines unterdurchschnittlich dünnen Metallflachprodukts eine besonders niedrige Umbiegekraft benötigen, die sich nur mit einer vergleichsweise großen relativen Unsicherheit einstellen ließe. Dies könnte bei wiederholtem derartigem Einsatz zu einem erhöhten Aufkommen von Schwankungen in der Geometrie von daraus resultieren den Metallwerkstücken führen.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Herstellung des gewünschten Metallwerkstücks unterdrückt, falls der Modellwert außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt oder falls auf Basis des Modellwertes und / oder des technischen Datensatzes eine Warnung über eine Verletzung eines vorgegebenen Qualitätskriteriums im Fall einer hypothetischen Herstellung des Metallwerkstücks aus dem Metallflachprodukt empfangen wird. Eine Vor gabe für einen Wertebereich des Modellwerts könnte sich beispielsweise aus einem oder mehreren zulässigen oder realisierbaren Wertebereichen des entsprechenden Betriebspa rameters ergeben, der mit den zur Verfügung stehenden Verarbeitungsmitteln eingestellt werden kann, entweder direkt als an der jeweiligen Maschine einzustellender Parameter oder indirekt als physikalische Wirkung der Maschine auf das Metallflachprodukt.

Eine entsprechende Qualitätswarnung könnte beispielsweise von dem Computermodell aufgrund dessen Auswertung des technischen Datensatzes, von einer Analysesoftware auf grund eines Empfangs eines Simulationsergebnisses von der Ausgabe des Computermo dells, oder von einem der an der Verarbeitung beteiligten Verarbeitungsmittel empfangen werden und optional als Meldung oder Hinweis an einem Ausgabegerät (z.B. Bildschirm, Lautsprecher) ausgegeben werden. Eine Verletzung eines Qualitätskriteriums könnte insbe sondere in einer fehlgeschlagenen Plausibilisierung von Daten des technischen Datensatzes bestehen. Auf diese Weise ließe sich beispielsweise eine Verwechslung des Metallflachpro dukts erkennen und eine Durchführung des Verarbeitungsprozesses mit dem verwechsel ten Metallflachprodukt verhindern.

Eine Unterdrückung der Herstellung ist dabei so zu verstehen, dass der Verarbeitungspro zess (also kein Verarbeitungsschritt des Verarbeitungsprozesses) nicht begonnen wird, falls eine Qualitätswarnung oder Wertebereichsüberschreitung vorliegt. Ein Unterdrücken des Verarbeitungsprozesses bei Wertebereichsüberschreitung könnte beispielsweise eine Über lastung des für die Einstellung des Modellwerts vorgesehenen Verarbeitungsmittels verhin dern. Eine Unterdrückung des Verarbeitungsprozesses bei Vorliegen einer Qualitätswar nung wiederum könnte eine konstantere Qualität bei Herstellung mehrerer Metallwerkstü cke mit demselben Verarbeitungsprozess oder die Einhaltung eines Mindestqualitätsni veaus für das gewünschte Metallwerkstück bewirken. Als Reaktion auf einen unterdrückten Verarbeitungsprozess könnte das Computermodell mit dem technischen Datensatz eines anderen, besser geeigneten Metallflachprodukts aus geführt werden und anschließende das gewünschten Metallwerkstück aus dem besser ge eigneten Metallflachprodukt hergestellt werden. Alternativ könnte der betreffende Be triebsparameter z.B. manuell oder aufgrund einer alternativen automatischen Bestim mungsmethode (z.B. Regelelektronik) in einem passenden Wertebereich gesetzt werden. Alternativ ließe sich der unterdrückte Verarbeitungsprozess mit einem anderen Verarbei tungsmittel durchführen, für das der Wertebereich nicht überschritten oder das Qualitäts kriterium nicht verletzt wird, oder indem, falls möglich, der verletzende Teilschritt auf ei nem anderen Verarbeitungsmittel durchgeführt wird, bei dem die Überschreitung oder Verletzung nicht auftritt.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Metallflachprodukt eine Blechtafel, ein Band oder ein Spaltband auf. Für diese gängigen Formate von Metallflachprodukten könnte sich das Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachpro dukt im Fall einer bestehenden industriellen Infrastruktur aus Verarbeitungs- und Trans portmitteln besonders barrierearm implementieren lassen.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt zusätzlich auf:

Für jedes aus einer Vielzahl von verfügbaren Metallflachprodukten, Empfangen des das verfügbare Metallflachprodukt jeweilig charakterisierenden technischen Datensatzes, wobei zumindest ein Teil der Daten des technischen Datensatzes während der Herstel lung des verfügbaren Metallflachprodukts erfasst wurde,

Auswählen des Metallflachprodukts auf Basis der technischen Datensätze, wobei das ausgewählte Metallflachprodukt das Metallflachprodukt ist, welches für die Durchfüh rung des Verfahrens zur Herstellung des gewünschten Metallwerkstücks verwendet wird.

Auf diese Weise könnte ein für die Herstellung des Metallwerkstücks zu verwendendes Me tallflachprodukt optimiert ausgewählt werden und somit eine Qualitätsverbesserung des Metallwerkstücks und / oder eine verschleißärmere Verwendung des Verarbeitungsmittels erzielt werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Auswählen auf:

Empfangen eines das gewünschte Metallwerkstück charakterisierenden Spezifikations datensatzes,

Für zumindest einen Teil der technischen Datensätze, Berechnen einer Abweichungs metrik des technischen Datensatzes von dem Spezifikationsdatensatz, Identifizieren des Metallflachprodukts, für welches die Abweichungsmetrik minimiert ist.

Dies könnte den Vorteil einer qualitätsoptimierten Auswahl des Metallflachprodukts durch größtmögliche Übereinstimmung mit der Spezifikation des Metallwerkstücks bieten. In ei nem nicht beschränkenden Beispiel könnte der Spezifikationsdatensatz dabei einen oder mehrere Datenschlüssel aufweisen, die auch in dem technischen Datensatz enthalten sind, und für jeden dieser Datenschlüssel einen Wert oder Wertebereich vorgeben (Schlüssel- Werte-Datensatz). Die Spezifikation könnte zudem einen oder mehrere der enthaltenen Datenschlüssel angeben, die zur Berechnung der Abweichungsmetrik verwendet werden sollen. Die Abweichungsmetrik könnte dann für übereinstimmende numerische Daten schlüssel (z.B. geometrische Abmessungen, Steifigkeit) die Differenz zwischen dem Wert der Spezifikation und dem Wert des technischen Datensatzes berechnen. Für nicht numerische Datenschlüssel (z.B. Bezeichnung des Walzverfahrens) könnte dann eine Quan tifizierung erforderlich sein, z.B. als Faktor , 1' bei Übereinstimmung und Faktor , 0' bei feh lender Übereinstimmung, analog als Nullsummand bei fehlender Übereinstimmung und normierter Einssummand bei Übereinstimmung, oder anhand einer Tabelle, die z.B. ver schiedene Walzverfahren nach ihrer Ähnlichkeit quantifiziert. Bei der Verwendung mehre rer Datenschlüssel zur Bestimmung der Nähe zur Spezifikation des Metallwerkstücks könnte die Abweichungsmetrik die einzelnen Übereinstimmungen aggregieren, beispielsweise als mathematische Funktion (z.B. als Summe der Differenzbeträge oder Differenzquadrate o- der als gewichtete Summe mit fest vorgegebenen oder in dem Spezifikationsdatensatz an gegebenen Gewichten).

Gemäß einer Ausführungsform weist das Auswählen auf:

Für jeden von zumindest einem Teil der technischen Datensätze:

Übergeben des technischen Datensatzes an den Eingang des Computermodells, Aufgrund der Übergabe des technischen Datensatzes, Empfangen eines Modell wertes für den Betriebsparameter vom Ausgang des Computermodells,

Vergleichen des Modellwertes mit einem vorgegebenen Optimalwert des Be triebsparameters,

Identifizieren des Metallflachprodukts, für welches die Differenz zum Optimalwert mi nimiert ist.

Dies könnte den Vorteil einer Auswahl des Metallflachprodukts bieten, die das Verschleißri siko des Verarbeitungsmittels durch die beste Übereinstimmung mit dem Optimalwert mi nimiert und / oder eine gleichbleibendere Qualität des Metallwerkstücks ermöglicht. Eine Verringerung des Verschleißes ließe sich beispielsweise dadurch erzielen, dass der Opti malwert in einem mittleren Wertebereich innerhalb eines durch Konstruktionsgrenzen des Verarbeitungsmittels vorgegebenen zulässigen Wertebereichs liegt, der von dem Maximal- und Minimalwert des Betriebsparameters durch einen oberen bzw. unteren Wertebereich beabstandet ist. Liefert nun das Computermodell für eine Vielzahl verschiedener Metall flachprodukte unterschiedliche, um den Optimalwert streuende Modellwerte, so können durch größtmögliche Nähe zum Optimalwert der obere und der untere Wertebereich ver mieden werden.

Beispielsweise ließe sich eine Umformanlage mit einer mittleren Biegekraft, Prozesstempe ratur usw. verschleißärmer betreiben als mit einer hohen Biegekraft, Prozesstemperatur usw. Alternativ könnte ein Betrieb im z.B. unteren Wertebereich für den Betriebsparameter qualitative Nachteile für das gewünschte Metallwerkstück zur Folge haben. So könnte etwa eine Biegevorrichtung für Grobbleche zur Umformung eines unterdurchschnittlich dünnen Metallflachprodukts eine besonders niedrige Umbiegekraft benötigen, die sich nur mit ei ner vergleichsweise großen relativen Unsicherheit einstellen ließe. Dies könnte bei wieder holtem derartigem Einsatz zu einem erhöhten Aufkommen von Schwankungen in der Geo metrie von daraus resultierenden Metallwerkstücken führen.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt zusätzlich auf:

Vergleichen des Modellwertes mit einem Vergleichswert des Betriebsparameters, wo bei der Vergleichswert eine hypothetische Verwendung des Verarbeitungsmittels zur Durchführung eines weiteren Verarbeitungsschritts an einem weiteren Metallflachpro dukt charakterisiert,

Falls der Betrag der Differenz zwischen dem Modellwert und dem Vergleichswert einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, zeitliches Gruppieren des Verarbeitungs schritts mit dem weiteren Verarbeitungsschritt.

Dies könnte den Vorteil bieten, dass verschiedene Verarbeitungsschritte desselben Verar beitungsmittels an verschiedenen Metallflachprodukten (wobei es sich auch um verschie dene Schnittstücke desselben ursprünglichen Metallflachprodukts im Ausgangszustand handeln kann), die ähnliche Werte des Betriebsparameters erfordern, hintereinander durchgeführt werden. Unter einer zeitlichen Gruppierung ist dabei zu verstehen, dass zwi schen zwei in derselben Gruppe gruppierten Verarbeitungsschritten kein Verarbeitungs schritt liegt, für den der Modellwert vom Vergleichswert um mindestens den Grenzwert abweicht. Folglich entspricht der zeitlichen Gruppierung der verschiedenen Verarbeitungs schritte eine Gruppierung der Modellwerte innerhalb eines Intervalls von der Breite des zweifachen Grenzwerts um den Vergleichswert. Die Festlegung des Vergleichswertes kann dabei beispielsweise durch statistische Identifikation eines Häufungspunkts (z.B. Median / Perzentilanalyse) ermittelt werden. In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Herstel lung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt bereit, wobei die Vorrichtung einen ersten Prozessor und einen ersten Speicher mit Programminstruktionen aufweist, wobei die Ausführung der Programminstruktionen die Vorrichtung zur Steuerung der Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt veran lasst zum:

Bereitstellen eines Computermodells für eine Herstellung des gewünschten Metall werkstücks aus dem Metallflachprodukt in einem Verarbeitungsprozess, wobei das Computermodell einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der Verarbei tungsprozess einen Verarbeitungsschritt an dem Metallflachprodukt durch ein Verar beitungsmittel aufweist,

Empfangen eines das Metallflachprodukt charakterisierenden technischen Datensat zes, wobei zumindest ein Teil der Daten des technischen Datensatzes während der Herstellung des Metallflachprodukts erfasst wurde,

Übergeben des technischen Datensatzes an den Eingang des Computermodells, Aufgrund der Übergabe des technischen Datensatzes, Empfangen eines Modellwertes für einen Betriebsparameter des Verarbeitungsmittels vom Ausgang des Computermo dells,

Herstellen des gewünschten Metallwerkstücks durch Steuern des Verarbeitungsprozes ses, wobei die Steuerung des Verarbeitungsprozesses ein Steuern des Verarbeitungs mittels zum Durchführen des Verarbeitungsschritts an dem Metallflachprodukt mit dem auf den Modellwert gesetzten Betriebsparameter aufweist, wobei das Metallflachprodukt logisch in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist, wobei der technische Datensatz für jedes der Segmente das Segment charakterisierende techni sche Daten aufweist.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Steuerung einer Produktionsanlage eines metallverarbeitenden Betriebs, beispielsweise eines Press- oder Walzwerks, bereit, wobei das Verfahren aufweist:

Steuern der Produktionsanlage zur Herstellung eines Metallflachprodukts,

Während der Herstellung des Metallflachprodukts, Erfassen eines das Metallflachpro dukt charakterisierenden technischen Datensatzes,

Übermitteln des technischen Datensatzes an eine Produktionsanlage eines Verarbei tungswerks zur Steuerung einer Verarbeitung des Metallflachprodukts in einem von der Produktionsanlage implementierten Verarbeitungsprozess auf Basis des techni schen Datensatzes, wobei das Metallflachprodukt logisch in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist, wobei der technische Datensatz für jedes der Segmente das Segment charakterisierende techni sche Daten aufweist.

Dieses zum Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Me tallflachprodukt komplementäre Verfahren könnte eine bedarfsgerechte Bereitstellung des technischen Datensatzes an das Verarbeitungswerk zeitlich versetzt oder zusammen mit dem Metallflachprodukt bewirken, sodass dieser an den Eingang des Computermodells übergeben und ein daraus abgeleiteter Modellwert für einen Betriebsparameter bei der Produktion des Metallwerkstücks eingestellt werden könnte.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Steuerung einer Produktionsanlage eines metallverarbeitenden Betriebs zusätzlich ein Empfangen eines den Verarbeitungspro zess auf Basis des technischen Datensatzes charakterisierenden Verarbeitungsdatensatzes sowie ein Anpassen der Steuerung der Produktionsanlage auf Basis des Verarbeitungsda tensatzes auf. Der auf diese Weise eingerichtete Datenrückfluss vom Verarbeitungswerk zum metallverarbeitenden Betrieb könnte es dem metallverarbeitenden Betrieb ermögli chen, Prozessparameter bei der zukünftigen Herstellung weiterer Metallflachprodukte so anzupassen, dass bestimmte Eigenschaften der zukünftigen Metallflachprodukte für einen oder mehrere der Verarbeitungsschritte optimiert sind. Beispielsweise ließen sich auf diese Weise systematische Abweichungen der Geometrie der Kanten des Metallflachprodukts von einem bekannten Bedarf des Verarbeitungswerks für einen Fügeprozess erkennen und seitens des metallverarbeitenden Betriebs reduzieren oder eliminieren, sodass in dem Bei spiel ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt zur Korrektur der systematischen Formabwei chungen (z.B. Besäumung) weniger aufwändig werden oder sogar entfallen könnte.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Steuerung einer Produktionsanlage eines metallverarbeitenden Betriebs zusätzlich ein Empfangen einer Vielzahl von weiteren Verarbeitungsdatensätzen, ein Speichern des Verarbeitungsdatensatzes zusammen mit den weiteren Verarbeitungsdatensätzen sowie ein Bereitstellen der gespeicherten Verarbei tungsdatensätze an einen Eingang einer Mustererkennung auf, wobei die Anpassung der Steuerung der Produktionsanlage auf Basis eines von einem Ausgang der Mustererkennung empfangenen erkannten Musters erfolgt.

Eine ein bekanntes Verfahren implementierende Mustererkennung z.B. auf Basis einer Support Vector Machine, eines künstlichen neuronalen Netzes oder eines lernfähigen Algo rithmus könnte die Ermittlung von Häufungswerten, systematischen und / oder sporadi schen Abweichungen und / oder nur auf Basis einer großen Datenmenge erkennbaren Zu sammenhängen in den Verarbeitungsdatensätzen erleichtern. Beispielsweise könnte der Einfluss der Materialzusammensetzung, Kantengeometrie und / oder Oberflächenbeschaf fenheit von diversen Metallflachprodukten auf ihre Schweißbarkeit untersucht werden und ein erkannter Zusammenhang bei der Materialzusammensetzung in zukünftigen Schmelz- und Gießprozessen, für die Kantengeometrie in zukünftigen Spalt- oder Besäumungspro- zessen und / oder für die Oberflächenbeschaffenheit in zukünftigen Walz- und / oder Dres sierprozessen auf eine Optimierung des Schweißverhaltens hin berücksichtigt werden.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung einer Produk tionsanlage eines metallverarbeitenden Betriebs bereit, wobei die Vorrichtung einen zwei ten Prozessor und einen zweiten Speicher mit Programminstruktionen aufweist, wobei die Ausführung der Programminstruktionen die Vorrichtung zur Steuerung einer Produktions anlage eines metallverarbeitenden Betriebs veranlasst zum:

Steuern der Produktionsanlage zur Herstellung eines Metallflachprodukts,

Während der Herstellung des Metallflachprodukts, Erfassen eines das Metallflachpro dukt charakterisierenden technischen Datensatzes,

Übermitteln des technischen Datensatzes an eine Produktionsanlage eines Verarbei tungswerks zur Steuerung einer Verarbeitung des Metallflachprodukts in einem Verar beitungsprozess auf Basis des technischen Datensatzes, wobei das Metallflachprodukt logisch in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist, wobei der technische Datensatz für jedes der Segmente das Segment charakterisierende techni sche Daten aufweist.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit von ei nem Prozessor ausführbaren Instruktionen zur Durchführung des Verfahrens nach einer der der hierin beschriebenen Ausführungsformen bereit.

Die obig beschriebenen Ausführungsformen können in beliebiger Weise miteinander kom biniert werden, sofern sich diese Kombinationen gegenseitig nicht ausschließen.

Der Fachmann wird verstehen, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung als Gerät, Verfah ren oder Computerprogrammprodukt ausgeführt sein können. Entsprechend können As pekte der vorliegenden Erfindung die Form einer reinen Hardware-Ausführungsform, einer reinen Software-Ausführungsform (darunter Firmware, im Speicher befindliche Software, Mikro-Code, usw.) oder einer Software- und Hardware-Aspekte kombinierenden Ausfüh rungsform annehmen, die hierin alle allgemein als "Schaltkreis", "Modul" oder "System" bezeichnet sein können. Des Weiteren können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, welches durch ein computerlesbares Medium oder durch mehrere computerlesbare Medien in Form von computerausführba rem Code getragen wird.

Eine beliebige Kombination von einem oder mehreren computerlesbaren Medium (en) kann verwendet werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Sig nalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein "computerlesbares Spei chermedium", wie hierin verwendet, umfasst ein materielles Speichermedium, das Anwei sungen speichern kann, die durch einen Prozessor einer Computervorrichtung ausführbar sind. Das computerlesbare Speichermedium kann als computerlesbares nicht-flüchtiges Speichermedium bezeichnet werden. Das computerlesbare Speichermedium kann auch als ein greifbares computerlesbares Medium bezeichnet werden. In einigen Ausführungsfor men kann ein computerlesbares Speichermedium auch in der Lage sein Daten zu speichern, die es ermöglichen, dass durch den Prozessor der Rechnervorrichtung auf sie zugegriffen wird. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen, sind aber nicht be schränkt auf: eine Diskette, eine magnetische Festplatte, eine Festkörper-Festplatte, Flash- Speicher, einen USB-Stick, Random Access Memory (RAM), Festwertspeicher (ROM), eine optische Platte, eine magnetooptische Platte, und die Registerdatei des Prozessors. Beispie le für optische Platten umfassen Compact Disks (CD) und Digital Versatile Disks (DVD), zum Beispiel CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVD-RW oder DVD-R-Disks. Der Begriff compu terlesbares Speichermedium bezieht sich auch auf verschiedene Arten von Aufzeichnungs medien, die dafür geeignet sind von der Rechnervorrichtung über ein Netzwerk oder eine Kommunikationsverbindung abgerufen zu werden. Zum Beispiel können Daten über ein Modem, über das Internet oder über ein lokales Netzwerk abgerufen werden. Computer ausführbarer Code, der auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt wird, kann über jedes geeignete Medium übermittelt werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, drahtlose, drahtgebundene, Lichtwellenleiter, RF, etc., oder jede geeignete Kombination der vorstehenden Medien.

Ein computerlesbares Signalmedium kann ein ausgebreitetes Datensignal beinhalten, das den computerlesbaren Programmcode zum Beispiel in einem Basissignal (baseband) oder als Teil eines Trägersignals (Trägerwelle) enthält. Solch ein Ausbreitungssignal kann in einer beliebigen Form ausgebildet sein, darunter, jedoch nicht beschränkt auf, eine elektromag netische Form, eine optische Form oder jede geeignete Kombination davon. Bei einem computerlesbaren Signalmedium kann es sich um ein beliebiges computerlesbares Medium handeln, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das ein Programm zur Ver wendung durch oder in Verbindung mit einem System, Gerät oder Vorrichtung zur Ausfüh rung von Anweisungen übertragen, verbreiten oder transportieren kann. „Computer-Speicher" oder „Speicher" ist ein Beispiel für ein computerlesbares Speicher medium. Ein Computer-Speicher ist jeder Speicher, der einem Prozessor direkt zugänglich ist.

„Computer-Datenspeicher" oder „Datenspeicher" ist ein weiteres Beispiel eines computer lesbaren Speichermediums. Computer-Datenspeicher ist jedes nichtflüchtige computerles bare Speichermedium. In einigen Ausführungsformen kann ein Computerspeicher auch ein Computer-Datenspeicher sein oder umgekehrt.

Ein „Prozessor", wie er hierin verwendet wird, umfasst eine elektronische Komponente, die in der Lage ist, eine programm- oder maschinenausführbare Anweisung oder computeraus führbaren Code auszuführen. Eine Bezugnahme auf die Rechnervorrichtung, die einen „Prozessor" umfasst, sollte so interpretiert werden, dass sie möglicherweise mehr als einen Prozessor oder Verarbeitungskerne umfasst. Der Prozessor kann zum Beispiel ein Multi- Core-Prozessor sein. Ein Prozessor kann sich auch auf eine Sammlung von Prozessoren in nerhalb eines einzigen Computersystems oder verteilt auf mehrere Computersysteme be ziehen. Der Begriff Rechnervorrichtung oder des Computers soll auch so interpretiert wer den, um möglicherweise auf eine Sammlung oder ein Netzwerk von Rechnervorrichtungen oder Computern, die jeweils einen Prozessor oder Prozessoren umfassen, hinzuweisen. Der computerausführbare Code kann durch mehrere Prozessoren ausgeführt werden, die in nerhalb derselben Rechnervorrichtung oder sogar über mehrere Computer verteilt sein können.

Computerausführbarer Code kann maschinenausführbare Anweisungen oder ein Programm umfassen, das einen Prozessor veranlasst, einen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch zuführen. Computerausführbarer Code zum Ausführen von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in jeder beliebigen Kombination einer oder mehrerer Pro grammiersprachen geschrieben sein, darunter eine objektorientierte Programmiersprache wie Java, Smalltalk, C++ oder Ähnliche und herkömmliche verfahrensorientierte Program miersprachen wie die Programmiersprache „C" oder ähnliche Programmiersprachen, und in maschinenausführbare Anweisungen übersetzt werden. In einigen Fällen kann der Compu tern usführba re Code in der Form einer höheren Programmiersprache oder in einer vor übersetzten Form vorliegen, und in Verbindung mit einem Interpreter verwendet werden, der die maschinenausführbaren Anweisungen generiert.

Der computerausführbare Code kann vollständig auf dem Rechner eines Benutzers, teilwei se auf dem Rechner des Benutzers, als eigenständiges Software-Paket, teilweise auf dem Rechner des Benutzers und teilweise auf einem entfernt angeordneten Rechner oder voll ständig auf dem entfernt angeordneten Rechner oder Server ausgeführt werden. In letzte- rem Fall kann der entfernt angeordnete Rechner mit dem Rechner des Benutzers durch eine beliebige Art von Netzwerk verbunden sein, einschließlich einem lokalen Netzwerk (LAN) oder einem Weitverkehrsnetz (WAN), oder die Verbindung kann mit einem externen Rechner hergestellt werden (zum Beispiel über das Internet unter Verwendung eines Inter net-Dienstanbieters).

Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Flussdiagramm- Darstellungen und/oder Blockschaltbilder von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogramm-produkten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Block oder Teile der Blöcke der Flussdiagramme, Dar stellungen und/oder der Blockschaltbilder durch Computerprogrammanweisungen, gege benenfalls in Form eines computerausführbaren Codes, ausgeführt werden können. Es wird weiter darauf hingewiesen, dass Kombinationen von Blöcken in verschiedenen Flussdia grammen, Darstellungen und/oder Blockschaltbildern kombiniert werden können, wenn sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Universalrechners, Spezialrechners oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, um eine Vorrichtung zu erzeugen, so dass die über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Daten verarbeitungsvorrichtung ausgeführten Anweisungen Mittel zur Ausführung der in dem Block oder den Blöcken der Flussdiagramme und/oder der Blockschaltbilder festgelegten Funktionen/Schritte erzeugen.

Diese Computerprogrammanweisungen können auch auf einem computerlesbaren Medi um gespeichert sein, die einen Computer oder andere programmierbare Datenverarbei tungsvorrichtungen oder andere Vorrichtungen steuern können, dass sie auf eine bestimm te Art funktionieren, so dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anwei sungen ein Herstellungserzeugnis hervorrufen, einschließlich Anweisungen, welche die/den in dem Block oder den Blöcken der Flussdiagramme und/oder der Blockschaltbilder festge- legte/n Funktion/Schritt umsetzen.

Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer, anderen pro grammierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen oder anderen Vorrichtungen gespeichert werden, um die Ausführung einer Reihe von Prozessschritten auf dem Computer, anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen oder anderen Vorrichtungen zu ver ursachen, um einen auf einem Computer ausgeführten Prozess zu erzeugen, so dass die auf dem Computer oder den anderen programmierbaren Vorrichtungen ausgeführten Anwei sungen Verfahren zur Umsetzung der in dem Block oder den Blöcken der Flussdiagramme und/oder der Blockschaltbilder festgelegten Funktionen/Schritte erzeugen. Im Folgenden werden konkrete Ausgestaltungen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail näher erläutert. Die Zeichnung und begleitende Beschreibung der resultierenden Merkmale sind nicht beschränkend auf die jeweiligen Ausgestaltungen zu lesen, sondern dienen ausschließlich der Illustration einer oder mehrerer beispielhafter Ausgestaltungen. Weiterhin können die jeweiligen Merkmale untereinander wie auch mit sonstigen hierin offenbarten Merkmalen kombiniert werden, ohne den Geist und Umfang der Erfindung zu überschreiten, auch wenn solche Kombinationen nicht ausdrücklich darge stellt oder erwähnt sind.

Die Zeichnungen zeigen in

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Umgebung, in der das Verfahren zur

Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachpro dukt und das Verfahren zur Steuerung einer Produktionsanlage eines metall verarbeitenden Betriebs implementiert werden können;

Figur 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks aus einem Metallflachprodukt; und Figur 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Steuerung ei ner Produktionsanlage eines metallverarbeitenden Betriebs.

Fig. 1 zeigt ein Organisationsdiagramm eines Verarbeitungswerks 104, das mit einem me tallverarbeitenden Betrieb 102 (beispielsweise einem Press- oder Walzwerk) über ein Kommunikationsnetzwerk 100 (z.B. ein internes Netzwerk oder ein IP-Netzwerk, insbeson dere das Internet) verbunden ist. Eine Steuerungsvorrichtung 110 des metallverarbeiten den Betriebs 102 verfügt z.B. über eine Schnittstelle 111 zum Netzwerk 100 und z.B. eine Steuerungsvorrichtung 160 des Verarbeitungswerks 104 verfügt über eine Schnittstelle 161 zum Netzwerk 100. Die Steuerungsvorrichtungen 110, 160 werden hierin auch als Steuer systeme 110, 160 bezeichnet.

Der metallverarbeitenden Betrieb 102 verwendet das Steuersystem 110 zur Steuerung der Herstellung von Metallflachprodukten in einer Anzahl von Herstellungsschritten 130. Das digital arbeitende, programmierbare Steuersystem 110 weist neben der Netzwerkschnitt stelle 111 noch einen Prozessor 112, eine Steuerschnittstelle 113 und einen Speicher 114 auf. Der Speicher 114 beinhaltet Programmbefehle 115 zur Durchführung z.B. einer Mus tererkennung sowie z.B. Programmbefehle 116 zur Steuerung von nicht dargestellten Pro duktionsanlagen, welche die Herstellungsschritte 130 implementieren. Die Steuerung der Produktionsanlagen erfolgt z.B. über die Steuerschnittstelle 113 (z.B. ein Bussystem oder ein digitales Steuernetzwerk). Die Zeichnung zeigt die von dem Steuersystem 110 gesteuerten Herstellungsschritte Brammenguss 130, gefolgt von Walzen 130, gefolgt von Abkühlen 130, gefolgt von Beizen 130, gefolgt von Glühen 130, gefolgt von Dressieren 130, gefolgt von Teilen 130. Die Schrit te müssen nicht alle durchgeführt werden und sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Der Brammenguss 130 überführt eine Metallschmelze in ein Halbzeug 140, beispielsweise eine Bramme 140. Die Herstellungsschritte Abkühlen 130, Beizen 130, Glühen 130 und Dressie ren 130 überführen die Bramme nacheinander in eine Reihe von Zwischenprodukten 142. Der letzte Schritt Teilen 130 überführt das letzte Zwischenprodukt 142 in ein Band, welches nach einem nicht dargestellten Haspeln in dem Metallflachprodukt 144, z.B. einem Coil resultiert.

Während der Herstellung des Metallflachprodukts 144 stehen diverse technische Informa tionen zur Verfügung, die als technische Daten 120 durch Protokollierung von z.B. gemes senen oder vorgegebenen Parametern der Produktionsanlagen und / oder Messung von an der Bramme 140, den Zwischenprodukten 142 und / oder dem Metallflachprodukt 144 be obachtbaren Messgrößen erfasst werden. Die erfassten technischen Daten 120 werden z.B. über die Steuerschnittstelle 113 an die Steuerungsvorrichtung 110 übertragen und dort optional mit zusätzlichen technischen Daten 120 wie beispielsweise einem Zeitstempel und / oder Kennungen der an der Herstellung des Metallflachprodukts 144 beteiligten Pro duktionsanlagen ergänzt. Die so im Speicher 114 des Steuersystems 110 aggregierten tech nischen Daten 120 bilden zumindest einen Teil eines technischen Datensatzes 120.

Das Netzwerk 100 und die Schnittstellen 111, 161 sind so konfiguriert, dass zumindest ein Empfang des technischen Datensatzes 120 durch das Steuersystem 160 von dem Steuersys tem 110 möglich ist. Der technische Datensatz 120 kann z.B. ab dem Zeitpunkt seiner Zu sammenstellung von dem Steuersystem 110 des metallverarbeitenden Betriebs 102 über das Netzwerk 100 an das Steuersystem 160 des Verarbeitungswerks 104 übertragen wer den bzw. durch das Steuersystem 160 des Verarbeitungswerks 104 von dem Steuersystem 110 des metallverarbeitenden Betriebs 102 abgefragt werden.

Das Verarbeitungswerk 104 verwendet daraufhin das Steuersystem 160 zur Steuerung der Verarbeitung des Metallflachprodukts 144 in z.B. einer Anzahl von Verarbeitungsschritten 180. Das digital arbeitende, programmierbare Steuersystem 160 weist neben der Netz werkschnittstelle 161 z.B. noch einen Prozessor 162, eine Steuerschnittstelle 163 und einen Speicher 164 auf. Der Speicher 164 beinhaltet z.B. Programmbefehle 165 zur Ausführung eines Computermodells sowie Programmbefehle 166 zur Steuerung von nicht dargestellten Verarbeitungsanlagen (hierin auch als Verarbeitungsmittel bezeichnet), welche die Verar beitungsschritte 180 implementieren. Die Steuerung der Verarbeitungsanlagen erfolgt z.B. über die Steuerschnittstelle 163 (z.B. ein Bussystem oder ein digitales Steuernetzwerk). Die Zeichnung zeigt beispielhaft die von dem Steuersystem 110 gesteuerten Verarbeitungs schritte Teilen 180, gefolgt von Richten 180, gefolgt von Umformen 182, gefolgt von Fügen 180, gefolgt von einer Oberflächenveredelung 180, gefolgt von einer Wärmebehandlung 180, gefolgt von Verpacken 180. Die Schritte müssen nicht alle durchgeführt werden und sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Die Verarbeitungsschritte Teilen 180, Richten 180, Umformen 182, Fügen 180 und Oberflächenveredelung 180 überführen das Metallflach produkt 144, z.B. den Coil, nacheinander in eine Reihe von Zwischenprodukten 190. Der vorletzte Schritt Wärmebehandlung 180 überführt das letzte Zwischenprodukt 190 in das gewünschte Metallwerkstück 192.

Vor der Durchführung der Verarbeitungsschritte 180, 182 zur Herstellung des Metallwerk stücks 192 aus dem Metallflachprodukt 144 führt das Steuersystem 160 des Verarbei tungswerks 104 z.B. das Computermodell 165 aus und übergibt dabei den empfangenen technischen Datensatz 120 oder einen als relevant erachteten Teil davon an einen Eingang des Computermodells 165. Das Computermodell 165 simuliert z.B. den Verarbeitungspro zess 180 des Metallflachprodukts 144 numerisch und / oder analytisch anhand eines im plementierten mathematischen Modells. Als Ausgabe stellt das Computermodell 165 dem Steuersystem 160 einen aus dem an seinem Eingang empfangenen technischen Datensatz 120 bestimmten Modellwert für zumindest einen Betriebsparameter einer der Verarbei tungsanlagen zur Verfügung. Im nicht einschränkenden Beispiel der Zeichnung handelt es sich dabei um den Verarbeitungsschritt Umformen 182.

Die Ausgabe des Computermodells 165 kann noch weitere Spezifikationen enthalten, bei spielsweise eine Angabe eines Verarbeitungsmittels, das für einen der Verarbeitungsschrit te 180, 182 an dem Metallflachprodukt 144 oder einem daraus gebildeten Zwischenpro dukt 190 zu verwenden ist. Alternativ oder ergänzend kann das Steuersystem 160 einen oder mehrere verfügbare Verarbeitungsmittel den einzelnen Verarbeitungsschritten 180, 182 zuordnen. Das Steuerprogramm 166 des Steuersystems und / oder das Computermo dell 165 prüft z.B. nach erfolgter Zuordnung der Verarbeitungsmittel, ob alle vorgesehenen Werte zur Einstellung der Betriebsparameter der Verarbeitungsmittel während der Herstel lung des Metallwerkstücks 192 in ihren jeweils vorgegebenen zulässigen Wertebereichen liegen.

Ist dies der Fall, so startet das Steuerprogramm 166 daraufhin, z.B. zu einem vorgegebenen Fertigungszeitpunkt, den Verarbeitungsprozess 180, 182 zur Herstellung des Metallwerk stücks 192. Dabei wird z.B. der Betriebsparameter des Umformprozesses 182 auf den von dem Computermodell 165 ausgegebenen Modellwert gesetzt, in dessen Bestimmung der technische Datensatz 120 eingegangen ist. Auf diese Weise könnte die Steuerung des Um formprozesses 182 in Abhängigkeit von Eigenschaften des Metallflachprodukts 144 erfol- gen, welche während der Herstellung des Metallflachprodukts 144 erfasst wurden und möglicherweise ausschließlich während der Herstellung des Metallflachprodukts 144 be obachtbar waren.

Während der Herstellung des Metallwerkstücks 192 stehen vorzugsweise diverse techni sche Informationen zur Verfügung, die als technische Daten 170 durch Protokollierung von z.B. gemessenen oder vorgegebenen Betriebsparametern der Verarbeitungsanlagen und / oder Messung von an dem Metallflachprodukt 144, den Zwischenprodukten 190 und / oder dem Metallwerkstück 192 beobachtbaren Messgrößen erfasst werden. Die erfassten tech nischen Daten 170 werden z.B. über die Steuerschnittstelle 163 an die Steuerungsvorrich tung 160 übertragen und dort optional mit zusätzlichen technischen Daten 170 wie bei spielsweise einem Zeitstempel und / oder Kennungen der an der Verarbeitung des Metall flachprodukts 144 beteiligten Verarbeitungsanlagen ergänzt. Die so im Speicher 164 des Steuersystems 160 aggregierten technischen Daten 170 bilden einen Verarbeitungsdaten satz 170.

In der in der Zeichnung gezeigten Konfiguration ist zusätzlich ein Empfang eines Verarbei tungsdatensatzes 170 durch das Steuersystem 110 des metallverarbeitenden Betriebs 102 von dem Steuersystem 160 des Verarbeitungswerks 104 möglich, d.h. das Netzwerk 100 stellt z.B. eine bidirektionale Datenübertragung zwischen dem metallverarbeitenden Be trieb 102 und dem Verarbeitungswerk 104 bereit. Der Verarbeitungsdatensatz 170 kann ab dem Zeitpunkt seiner Zusammenstellung von dem Steuersystem 160 des Verarbeitungs werks 104 über das Netzwerk 100 an das Steuersystem 110 des metallverarbeitenden Be triebs 102 übertragen werden bzw. durch das Steuersystem 110 des metallverarbeitenden Betriebs 102 von dem Steuersystem 160 des Verarbeitungswerks 104 abgefragt werden. Die Übertragung des technischen Datensatzes 120 und / oder des Verarbeitungsdatensat zes 170 über das Netzwerk 100 kann kryptographisch gesichert sein, um ein Ausspähen der Daten durch Dritte zu verhindern.

Das Steuersystem 110 kann daraufhin den empfangenen Verarbeitungsdatensatz 170 bei spielsweise mithilfe der Mustererkennung 115 auswerten und ggf. mit weiteren, im Rah men von früheren Verarbeitungsaufträgen vom Verarbeitungswerk 104 auf diese Weise empfangenen und im Speicher 114 des Steuersystems 110 gespeicherten Verarbeitungsda tensätzen vergleichen, um zukünftige Produktionen weiterer Metallflachprodukte durch Anpassung der Steuerung der Produktionsanlagen im Hinblick auf eines oder mehrere der in den Verarbeitungsdatensätzen enthaltenen Datenschlüssel zu optimieren.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zur schematischen Darstellung eines computerimplementier ten Verfahrens zur Herstellung eines gewünschten Metallwerkstücks 192 aus einem Metall- flachprodukt 144. Das in Fig. 2 gezeigte Verfahren wird hier am Beispiel einer Implementie rung durch eine Steuerungsvorrichtung 160 eines Verarbeitungswerks 104 erläutert.

In einem Schritt 200 stellt die Steuerungsvorrichtung 160 ein Computermodell 165 für eine Herstellung des gewünschten Metallwerkstücks 192 aus dem Metallflachprodukt 144 in einem Verarbeitungsprozess 180, 182 bereit. Ein Verarbeitungsschritt 182 des Verarbei tungsprozess 180, 182 wird durch ein Verarbeitungsmittel ausgeführt, dessen Wirkweise auf das Metallflachprodukt 144 oder ein daraus gebildetes Zwischenprodukt 190 durch ei nen Betriebsparameter kontrolliert werden kann.

In einem Schritt 202 empfängt die Steuerungsvorrichtung 160, typischerweise von einem Hersteller des Metallflachprodukts 144 wie z.B. dem metallverarbeitenden Betrieb 102, einen das Metallflachprodukt 144 charakterisierenden technischen Datensatz 120, dessen Daten zumindest teilweise während der Herstellung des Metallflachprodukts 144 erfasst wurden. Diesen technischen Datensatz 120 übergibt 204 das Steuersystem 160 an einen Eingang des Computermodells 165.

Daraufhin führt der Prozessor 162 des Steuersystems 160 das Computermodell 165 aus und simuliert dabei den Herstellungsprozess 180, 182 anhand eines von dem Computermodell 165 implementierten mathematischen Modells. Das Computermodell 165 enthält Modell spezifikationen der für die Herstellung erforderlichen Verarbeitungsmittel und optimiert deren Wirkweise durch Einstellung der diesen zugeordneten Betriebsparameter.

Für wenigstens einen dieser Betriebsparameter empfängt 206 die Steuerungsvorrichtung 160 von einem Ausgang des Computermodells 165 nach Beendigung der Simulation einen Modellwert, auf den das den Verarbeitungsschritt 182 implementierende Verarbeitungs mittel zur optimierten Herstellung des Metallwerkstücks 192 zu setzen ist.

Bei der nachfolgenden Herstellung 208 des gewünschten Metallwerkstücks 192 steuert das Steuersystem 160 anhand des Steuerprogramms 166 z.B. über die Steuerschnittstelle 163 die die Verarbeitungsschritte 180, 182 implementierenden Verarbeitungsmittel und setzt dabei den Betriebsparameter des den Verarbeitungsschritt 182 implementierenden Verar beitungsmittels auf den Modellwert.

Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur schematischen Darstellung eines computerimplementier ten Verfahrens zur Steuerung einer Produktionsanlage eines metallverarbeitenden Betriebs 102. Das in Fig. 3 gezeigte Verfahren wird hier am Beispiel einer Implementierung durch eine Steuerungsvorrichtung 110 des metallverarbeitenden Betriebs 102 erläutert. In einem Schritt S00 steuert das Steuersystem 110 die Produktionsanlage anhand eines im Speicher 114 des Steuersystems 110 hinterlegten und durch einen Prozessor 112 des Steu ersystems 110 ausgeführten Steuerprogramms 116 über die Steuerschnittstelle 113 zur Herstellung eines Metallflachprodukts 144. Dabei werden technische Daten des Herstel- lungsprozesses (z.B. Messdaten und Betriebsparameter) erfasst 302, über die Steuerungs schnittstelle 113 an die Steuerungsvorrichtung 110 übertragen, optional durch weitere im Speicher 114 hinterlegte Daten wie z.B. einen Zeitstempel und / oder einen Identifikator für einen die Herstellung überwachenden Mitarbeiter ergänzt und als technischer Datensatz 120 im Speicher 114 gespeichert. Der gespeicherte technische Datensatz 120 wird in einem Schritt 304 an ein Verarbeitungswerk 104 zur Verarbeitung des Metallflachprodukts 144 übermittelt (z.B. durch Versand an oder Abholung durch eine Steuerungsvorrichtung 160 des Verarbeitungswerks 104), sodass die Steuerungsvorrichtung 160 die nachfolgende Ver arbeitung des Metallflachprodukts 144 unter Berücksichtigung des technischen Datensatzes 120 planen und steuern kann.

B e z u g s z e i c h e n l i s t e

100 Netzwerk

102 Metallverarbeitender Betrieb

104 Verarbeitungswerk

110 Steuerungsvorrichtung

111 Netzwerkschnittstelle

112 Prozessor

113 Steuerschnittstelle

114 Speicher

115 Mustererkennung

116 Steuerprogramm 120 Technischer Datensatz 130 Herstellungsschritt 140 Bramme 142 Zwischenprodukt 144 Metallflachprodukt 160 Steuerungsvorrichtung 161 Netzwerkschnittstelle 162 Prozessor

163 Steuerschnittstelle

164 Speicher

165 Computermodell

166 Steuerprogramm 170 Verarbeitungsdatensatz 180 Verarbeitungsschritt 182 Verarbeitungsschritt 190 Zwischenprodukt 192 Metallwerkstück