集成仿真技術(shù)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】為了諸如實(shí)際物料輸送系統(tǒng)(101)的測(cè)試和驗(yàn)證的目的，虛擬物料輸送系統(tǒng)(102)能夠被用于驅(qū)動(dòng)實(shí)際物料輸送系統(tǒng)(101)的操作。實(shí)際物料輸送系統(tǒng)(101)進(jìn)而能夠提供關(guān)于系統(tǒng)操作的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以被反饋至虛擬物料輸送系統(tǒng)(102)以控制其功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】集成仿真技術(shù)
【背景技術(shù)】
[0001]現(xiàn)代高速物料輸送系統(tǒng)非常復(fù)雜，包括大量子系統(tǒng)和復(fù)雜的控制。當(dāng)新的物料輸送系統(tǒng)初始安裝、或現(xiàn)存的系統(tǒng)更新時(shí)，它們?cè)谙到y(tǒng)被認(rèn)可為“業(yè)務(wù)就緒”之前作為調(diào)試過(guò)程的一部分進(jìn)行測(cè)試。這種測(cè)試通常包括在傳送機(jī)上的物理裝載物體以及操作系統(tǒng)同時(shí)觀察其實(shí)際性能。
[0002]物料輸送系統(tǒng)的物理測(cè)試代表安裝的總工程工作量和成本的重要部分，并且具有內(nèi)在限制。物理測(cè)試是非常勞動(dòng)密集的，要求在系統(tǒng)的適當(dāng)位置處紙箱恒定和持續(xù)地傳入在傳送機(jī)上。用于測(cè)試的紙箱必須滿足可傳送的產(chǎn)品的項(xiàng)目規(guī)范，并且優(yōu)選地被加載至系統(tǒng)中以復(fù)制寬范圍的紙箱環(huán)境，包括已知對(duì)于物料輸送系統(tǒng)是有問(wèn)題的紙箱尺寸和間隙序列的重復(fù)。完整的物料輸送系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)部同時(shí)安裝，因此物理測(cè)試不能完成，直到完整的系統(tǒng)被安裝并且可操作。物理測(cè)試旨在找到安裝的系統(tǒng)的問(wèn)題。然而，諸如阻塞和碰撞的紙箱控制問(wèn)題的買(mǎi)家觀察能夠?qū)е驴蛻?hù)挫折、不滿和焦慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明可以通過(guò)將虛擬測(cè)試與物理物料輸送系統(tǒng)的組合來(lái)降低要求的實(shí)際物理測(cè)試的數(shù)量。在本發(fā)明的教導(dǎo)中，虛擬紙箱可以被建模并且被仿真好像他們已經(jīng)被實(shí)際放入物理系統(tǒng)中一樣，使得實(shí)際控制邏輯物理控制物料輸送系統(tǒng)好像紙箱實(shí)際呈現(xiàn)的一樣。這允許控制邏輯的操作的測(cè)試，而該控制邏輯實(shí)際控制物料輸送系統(tǒng)硬件。這允許硬件被測(cè)試而沒(méi)有紙箱實(shí)際在系統(tǒng)里。對(duì)于客戶(hù)不存在物理阻塞或碰撞用以觀察。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]以下的附圖和詳細(xì)描述旨在僅說(shuō)明而不旨在限制由發(fā)明人預(yù)期的發(fā)明的范圍。
[0005]圖1描繪了包括實(shí)際傳送機(jī)、和等同的虛擬傳送機(jī)以及邏輯引擎的配置。
[0006]圖2描繪了各種組件可以如何通過(guò)共享存儲(chǔ)器通信。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明已設(shè)想一種新的技術(shù)，為了說(shuō)明的目的，本文公開(kāi)為應(yīng)用至物料輸送系統(tǒng)(例如，傳送機(jī)、分類(lèi)系統(tǒng)、合并系統(tǒng)和類(lèi)似系統(tǒng)、以及這種系統(tǒng)的組合)的安裝場(chǎng)景。當(dāng)在物料輸送系統(tǒng)的安裝環(huán)境中的發(fā)明人的技術(shù)的應(yīng)用滿足長(zhǎng)期期望但不滿足該領(lǐng)域的需求時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解在那個(gè)環(huán)境中的發(fā)明人的技術(shù)的公開(kāi)不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為暗示發(fā)明人的技術(shù)的方面能夠被有益地應(yīng)用的潛在領(lǐng)域的限制。因此，本文闡述的公開(kāi)應(yīng)當(dāng)被理解為僅說(shuō)明而非限制。
[0008]現(xiàn)在回到附圖，圖1描繪了一種配置，在該配置中使用在仿真環(huán)境[103]中操作的虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]對(duì)實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]進(jìn)行建模，該仿真環(huán)境[103]能夠確定當(dāng)在生產(chǎn)中操作時(shí)物體將如何在實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]上移動(dòng)。圖1也圖示了邏輯引擎[104]。邏輯引擎[104]是如下部件，該部件將接收來(lái)自物料輸送系統(tǒng)(如本文所描述的可以是實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]、虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]或?qū)嶋H和虛擬系統(tǒng)的一些組合)的輸出，并且將響應(yīng)物料輸送系統(tǒng)將使用其用以路由物體的命令。例如，在生產(chǎn)環(huán)境中，實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]可以在輸出通信[120]中發(fā)送數(shù)據(jù)至邏輯引擎[104]。該數(shù)據(jù)可以是諸如示出攝影眼已檢測(cè)到物體、傳送機(jī)的部分運(yùn)行在特定速度、已掃描到條形碼等的信號(hào)的信息。然后，邏輯引擎[104]可以通過(guò)發(fā)送命令流[121]至實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]來(lái)響應(yīng)。命令流[121]可以包括諸如用以激發(fā)轉(zhuǎn)向、使傳送機(jī)的一部分加速或放慢的命令。然后實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]可以實(shí)施該命令(例如，通過(guò)激發(fā)轉(zhuǎn)向、或使傳送機(jī)的一部分加速或放慢)，這將具有使通過(guò)實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]傳輸?shù)奈矬w被路由至它們的目的地的效果。
[0009]在諸如圖1中所示的配置中，邏輯引擎[104]將不必要知道它的輸入源或哪些系統(tǒng)或設(shè)備操作以實(shí)施它的命令。結(jié)果，圖1的配置可以被用以觀察什么將可能在生產(chǎn)環(huán)境中發(fā)生而沒(méi)有實(shí)際上要求實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[104]的操作。這將通過(guò)代替從實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]向邏輯引擎[104]發(fā)送輸出通信[120]，而從虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]向邏輯引擎[104]發(fā)送一組虛擬信號(hào)[122]來(lái)發(fā)生。然后，邏輯引擎[104]可以通過(guò)向虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]發(fā)送命令流來(lái)響應(yīng)，在虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]中將在仿真環(huán)境[103]觸發(fā)動(dòng)作，該動(dòng)作等同于如果通過(guò)實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]實(shí)施的命令將在實(shí)際世界中發(fā)生的動(dòng)作。
[0010]除了(或者可替代為)允許實(shí)際或虛擬物料輸送系統(tǒng)[101] [102]以對(duì)于邏輯引擎[104]為明顯的方式的操作，諸如圖1中示出的配置也可以允許實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的測(cè)試的一些方面將依賴(lài)于虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]的操作。這可以通過(guò)如以上所描述的從虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]發(fā)送虛擬信號(hào)[122]至邏輯引擎[104]來(lái)發(fā)生，但是代替僅向虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]發(fā)送結(jié)果命令流[121]，命令流[121]可以被發(fā)送至虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]和實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]兩者。這將引起實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的部件操作，好像它們路由對(duì)應(yīng)于虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]中的虛擬物體[105]的真實(shí)物體一樣，而不需要任何類(lèi)型的實(shí)際物體的實(shí)際裝載、卸載、傳輸?shù)?。然后，?shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的操作將與虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]的操作進(jìn)行比較，以確定在實(shí)施實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]中使用的部件中的任何部件是否需要調(diào)節(jié)、替換或任何其他類(lèi)型的注意(例如，因?yàn)樗鼈兺耆珱](méi)有操作，或因?yàn)樗鼈儧](méi)有根據(jù)如針對(duì)虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]的基礎(chǔ)使用的規(guī)范來(lái)操作)。
[0011]實(shí)際和虛擬物料輸送系統(tǒng)[101] [102]之間的比較可以通過(guò)各種方式實(shí)現(xiàn)，諸如將傳感器放置在實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]上，該傳感器將報(bào)告該系統(tǒng)的各種部件至分析模塊(未在圖1中示出)，分析模塊將它們與虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]中的虛擬部件的狀態(tài)進(jìn)行比較。這種狀態(tài)比較也可以基于由實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]它們本身的部件生成的信號(hào)來(lái)測(cè)量，而不是通過(guò)分離的傳感器生成的信號(hào)(例如，來(lái)自螺線管的指示螺線管成功激發(fā)的信號(hào)、或來(lái)自電機(jī)指示其正在操作的信號(hào))來(lái)測(cè)量。類(lèi)似地，在一些情況中，實(shí)際和虛擬物料輸送系統(tǒng)[101] [102]的操作可以通過(guò)視覺(jué)地比較，諸如通過(guò)查看計(jì)算機(jī)屏幕(未示出)上的虛擬物料輸送系統(tǒng)的操作的顯示器、并且將其與實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的真實(shí)操作進(jìn)行比較(例如，用以查看如果虛擬系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向激發(fā)，但是在真實(shí)系統(tǒng)中沒(méi)能這么做)。當(dāng)然，在一些環(huán)境中，顯示器可以圖示問(wèn)題甚至不用實(shí)際和虛擬物料輸送系統(tǒng)之間的比較。例如，如果虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]的操作引起輸送虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]上的物體的碰撞或其他類(lèi)型的問(wèn)題，這可以在顯示器上很清楚，即使實(shí)際和虛擬物料輸送系統(tǒng)
[101][102]同時(shí)操作(這將以其他方式表明，諸如在仿真環(huán)境[103]中使用碰撞檢測(cè)模塊以檢測(cè)碰撞并在檢測(cè)到碰撞的情況下提供碰撞警告)。這些比較方式的各種組合以及替代可以取決于在特定系統(tǒng)中可用的數(shù)據(jù)被實(shí)施，并且因此以上描述的比較應(yīng)當(dāng)被理解為僅說(shuō)明而不是限制。
[0012]除了通過(guò)基于從來(lái)自虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]的數(shù)據(jù)生成的命令來(lái)操作實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]來(lái)結(jié)合實(shí)際和虛擬物料輸送系統(tǒng)[101] [102]的操作，也可能通過(guò)基于來(lái)自實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的操作數(shù)據(jù)[123]來(lái)運(yùn)行虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]在諸如圖1中所示的配置中使實(shí)際和虛擬物料輸送系統(tǒng)[101] [102]組合。例如，在一些實(shí)施方式中，實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]可以用編碼器實(shí)施(未在圖1中示出)，該編碼器可以測(cè)量實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]中的傳送機(jī)的各種部分的速度。這些編碼器的輸出然后可以作為操作數(shù)據(jù)[123]發(fā)送至虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]，并且然后虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]可以基于操作數(shù)據(jù)[123]操作而不是基于(通常理想化的)用于部件的規(guī)范來(lái)操作。例如，除了仿真在理想化的傳送機(jī)(其參數(shù)通常通過(guò)一些類(lèi)型的配置文件或接口來(lái)規(guī)定用于虛擬物料輸送系統(tǒng))上運(yùn)行的虛擬物體[105]的移動(dòng)，虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]可以仿真在虛擬傳送機(jī)上運(yùn)行的虛擬物體[105]的移動(dòng)，該虛擬傳送機(jī)運(yùn)行在實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的傳送機(jī)的實(shí)際速度(如通過(guò)實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]上的傳感器測(cè)量的)。類(lèi)似的反饋可以被提供用于其它類(lèi)型的部件，諸如通過(guò)發(fā)送指示是否真實(shí)的轉(zhuǎn)向激發(fā)的操作數(shù)據(jù)[123]而不是(或加上)發(fā)送傳送機(jī)速度的信息。
[0013]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)圖1的配置圖示仿真環(huán)境[103]和邏輯引擎[104]為分離的部件，本文闡述的技術(shù)不限于用這些在分離的機(jī)器上操作的部件實(shí)施，并且在一些情況下，本文公開(kāi)的技術(shù)可以用于實(shí)施如下系統(tǒng)，該系統(tǒng)中諸如虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]和邏輯引擎
[104]的部件被實(shí)施為在單獨(dú)的物理設(shè)備上操作。例如，如在圖2中所示，可能虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]和邏輯引擎[104]將通過(guò)共享的存儲(chǔ)器空間[201]互相通信。在這種情況下，虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]和邏輯引擎[104]可以被實(shí)施為不同的線程，該線程運(yùn)行為單個(gè)過(guò)程的一部分(或運(yùn)行在單個(gè)計(jì)算機(jī)上的不同過(guò)程)，通過(guò)基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)分配的共享的存儲(chǔ)器空間[201]來(lái)通信。
[0014]此外，如圖2中所示，這種共享存儲(chǔ)器通信可以包括在以上討論的對(duì)應(yīng)于虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]和邏輯引擎[104]之外的附加過(guò)程。例如，圖2指示共享存儲(chǔ)器空間
[201]也可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器[203]使用。在這種配置中，驅(qū)動(dòng)器可以對(duì)應(yīng)于來(lái)自實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]的物理設(shè)備，該物理設(shè)備可以生成輸出(例如，可以生成邊緣檢測(cè)輸出的攝像眼)和/或響應(yīng)于輸入(例如，可以響應(yīng)于來(lái)自邏輯引擎[104]的命令激發(fā)的轉(zhuǎn)向)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的，不同的物理設(shè)備通常將具有不同的輸入和輸出參數(shù)。例如，一個(gè)物理設(shè)備可以生成其中8位輸出字的第一位指示設(shè)備是否就緒以激發(fā)的輸出，而另一個(gè)物理設(shè)備可以生成其中相同的信息將作為16位輸出字的第三位通信的輸出。設(shè)備[203]可以被用于將由物理設(shè)備產(chǎn)生的特定輸出轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式，該標(biāo)準(zhǔn)格式將被反饋至邏輯引擎[104]中使得新的設(shè)備可以通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)器[203]來(lái)調(diào)節(jié)，而不是要求對(duì)邏輯引擎[104]本身的修改。相同的方式可以用邏輯引擎的輸出來(lái)獲取——驅(qū)動(dòng)器[203]被用于將由邏輯引擎[104]產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)輸出轉(zhuǎn)換為將由實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]中的特定物理設(shè)備處理的特定命令格式。
[0015]可以使用諸如圖2中圖示的共享存儲(chǔ)器通信的附加過(guò)程的另一個(gè)示例是調(diào)試器
[202]。這種調(diào)試器[202]可以被用于使到邏輯引擎[104]的輸入(或來(lái)自其的輸出)得到特定值用于測(cè)試和/或(自然)調(diào)試的目的。例如，為了測(cè)試在實(shí)際物料輸送系統(tǒng)[101]上的各種燈在運(yùn)行，調(diào)試器[202]可以被用于將來(lái)自邏輯引擎[104]的命令流中適合的位替換為指示燈應(yīng)當(dāng)被導(dǎo)通的位，使得燈將被啟動(dòng)用于測(cè)試的目的而不論它們是否通常根據(jù)邏輯引擎[104]的算法將被啟動(dòng)。如以下所討論的，可以被用于在各種過(guò)程(虛擬物料輸送系統(tǒng)[102]、邏輯引擎[104]、調(diào)試器[202]以及驅(qū)動(dòng)器[203])之間組織通信的代碼的示例在表1和表2中提供。
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器,包括 a.實(shí)際物料輸送系統(tǒng)，所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，所述傳感器可操作為提供關(guān)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)； b.計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)被配置為: 1.對(duì)用一個(gè)或多個(gè)虛擬物體操作的虛擬物料輸送系統(tǒng)仿真，其中所述虛擬物料輸送系統(tǒng)等同于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)；
2.生成關(guān)于所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的所仿真的操作的數(shù)據(jù)；
3.提供邏輯引擎，所述邏輯引擎被配置為接收關(guān)于從物料輸送系統(tǒng)的組獲得的一個(gè)或多個(gè)物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)，所述物料輸送系統(tǒng)的組由以下組成: 1.所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)；以及 ?.所述虛擬物料輸送系統(tǒng)； 以及，基于所述數(shù)據(jù)，生成一個(gè)或多個(gè)命令；
4.向所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)和所述虛擬物料輸送系統(tǒng)提供由所述邏輯引擎生成的所述一個(gè)或多個(gè)命令；
5.向所述虛擬物料輸送系統(tǒng)提供關(guān)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的操作的所述數(shù)據(jù)的子集；以及
6.修改所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的所仿真的操作以與所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的所述操作匹配，如由關(guān)于所述實(shí)際`物料輸送系統(tǒng)的操作的所述數(shù)據(jù)的所述子集所指示的。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中，所述邏輯引擎被配置為接收關(guān)于使用共享存儲(chǔ)器的所述一個(gè)或多個(gè)物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中關(guān)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)的所述子集包括指示所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)中的傳送機(jī)的速度的數(shù)據(jù)。 4.一種方法，包括: a.操作具有一個(gè)或多個(gè)虛擬物體的虛擬物料輸送系統(tǒng)，其中所述虛擬物料輸送系統(tǒng)等同于實(shí)際物料輸送系統(tǒng)； b.向控制器發(fā)送關(guān)于所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)； c.基于關(guān)于所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的操作的所述數(shù)據(jù)，生成命令集； d.向所述虛擬物料輸送系統(tǒng)和所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)提供所述命令； e.根據(jù)所述命令操作所述虛擬物料輸送系統(tǒng)和所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)；以及 f.修改所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的所述操作以與關(guān)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)集匹配。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中向所述控制器發(fā)送關(guān)于所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的操作的數(shù)據(jù)使用共享存儲(chǔ)器執(zhí)行。 6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中: a)關(guān)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的操作的所述數(shù)據(jù)集包括指示針對(duì)所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)中的傳送機(jī)的速度的數(shù)據(jù)；以及 b)修改所述虛擬物料輸送系統(tǒng)的所述操作以與所述數(shù)據(jù)集匹配包括設(shè)置用于對(duì)應(yīng)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)中的所述傳送機(jī)的虛擬傳送機(jī)的所述速度，以匹配來(lái)自關(guān)于所述實(shí)際物料輸送系統(tǒng)的操作的所述數(shù)據(jù)的所述速度。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103797431SQ201280044049
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】W·A·馬加托, B·J·雷斯尼克 申請(qǐng)人:英特里格拉特德總部有限公司