專(zhuān)利名稱(chēng)：將可持續(xù)性因素用于生產(chǎn)優(yōu)化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，更具體而言，涉及考慮到各種可持續(xù)性因素(sustainability factor)來(lái)優(yōu)化制造操作的方法。
背景技術(shù)：
供應(yīng)鏈的每一步都涉及材料。在制造或業(yè)務(wù)中使用時(shí)，每一種材料一般都有規(guī)范。 該規(guī)范大多數(shù)時(shí)候是對(duì)項(xiàng)目的所需特性的書(shū)面說(shuō)明，以方便其獲取或產(chǎn)生以及接受的方式 制成文件。這些特性一般分為三種類(lèi)別(1)物理的；(2)功能的；以及(3)操作的。該規(guī) 范描述材料在質(zhì)量、設(shè)計(jì)、兼容性、性能、價(jià)格等方面所必須遵循的準(zhǔn)則。在供應(yīng)鏈的開(kāi)頭有“原材料”。一個(gè)例子是黃油或雞蛋。多種原材料在生產(chǎn)過(guò)程內(nèi) 會(huì)聚而成為“內(nèi)部材料(intramaterial) ”——原材料的混合物，其本身尚未成為成品，但 由于生產(chǎn)過(guò)程，不再符合進(jìn)入的原材料的規(guī)范。一個(gè)例子是黃油和雞蛋的混合物，該混合物 是具有與進(jìn)入的材料差異很大的特性的獨(dú)特實(shí)體。通常這些內(nèi)部材料也有它們所必須遵循 的規(guī)范；一旦它們遵循了，它們就可以移至生產(chǎn)過(guò)程中的下一步。原材料和/或內(nèi)部材料的 組合最終變?yōu)槌善罚善芬灿幸?guī)范。例如，成品可以是帶包裝的巧克力屑曲奇。原材料將是 黃油、雞蛋、糖、面粉、鹽、巧克力屑以及包裝材料。內(nèi)部材料可以是黃油+雞蛋、黃油混合 物+糖、面粉+鹽、糖混合物+面粉混合物、所有混合物+巧克力屑、烘烤的巧克力。成品是 烘烤的、帶包裝的曲奇。一般來(lái)說(shuō)，規(guī)范描述了產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)階段的顏色、重量、效能、大小、氣 味或類(lèi)似的物理特性。產(chǎn)品信息，包括哪個(gè)產(chǎn)品要使用多少，包含在統(tǒng)稱(chēng)為“材料單”或BOM 的文件中。類(lèi)似地，寫(xiě)出工作指令以精確地描述如何轉(zhuǎn)變材料以及加工該材料的機(jī)器類(lèi)型。 在上面的曲奇的例子中，工作指令可以是使用立式混合器#1將黃油+雞蛋加熱5分鐘；以 及在烤箱#3中以350度烘烤15分鐘等等。這些工作指令以不同方式被描述為例行規(guī)程、 標(biāo)準(zhǔn)操作程序、工作流程等。BOM和工作指令的組合一起生成了“配方”(也有其它名稱(chēng)，如 生產(chǎn)程序)。在自動(dòng)化工廠中，配方可存在于兩個(gè)層面自動(dòng)化層，其一般控制機(jī)器和其它自動(dòng) 化設(shè)備；以及MES層，其一般包含涉及人的交互的指令，也包含人工指令。這兩個(gè)層面也越 來(lái)越與更高的Era層交互以連接到業(yè)務(wù)級(jí)系統(tǒng)。特別是在受管制的環(huán)境中，如生命科學(xué)或 食品操作，一些配方還概述了與生產(chǎn)工廠交互的人力資源的必要技能和培訓(xùn)。這些技能集 合可通過(guò)人工或自動(dòng)化程序來(lái)管理和跟蹤。當(dāng)被自動(dòng)化時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)將阻止不合格的人 員進(jìn)行操作，從而得到加強(qiáng)的針對(duì)質(zhì)量和安全性的保護(hù)。類(lèi)似地，一些配方概述了用于生產(chǎn)的機(jī)器的所需參數(shù)。通常，根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)使機(jī) 器合格或驗(yàn)證機(jī)器，或者證明機(jī)器可以工作。該資格在整個(gè)測(cè)試和維護(hù)計(jì)劃中保持。當(dāng)執(zhí) 行被自動(dòng)化時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)將將阻止不合格的機(jī)器進(jìn)行操作，從而得到加強(qiáng)的針對(duì)質(zhì)量和 安全性的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了提供對(duì)本文所描述的特定方面的基本理解，下面的發(fā)明內(nèi)容提供了簡(jiǎn)化的概述。本發(fā)明內(nèi)容并不是全面的概述，也不是要標(biāo)識(shí)關(guān)鍵的元素或描述本文所述的各方面的 范圍。本發(fā)明內(nèi)容唯一的目的就是以簡(jiǎn)化的形式提出一些特征，以作為后面所呈現(xiàn)的更詳 細(xì)描述的前言。提供了用于管理供應(yīng)鏈和生產(chǎn)操作的系統(tǒng)和方法，其中可持續(xù)性因素被用來(lái)對(duì)產(chǎn) 品和/或過(guò)程的可持續(xù)性進(jìn)行優(yōu)化。可持續(xù)性因素可被用來(lái)擴(kuò)展a)材料和產(chǎn)品的規(guī)范， b)用于將產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善凡牧系墓ぷ髦噶?，c)與進(jìn)行生產(chǎn)的人力資源相關(guān)聯(lián)的描述符和 其它因素，d)與進(jìn)行生產(chǎn)的機(jī)器相關(guān)聯(lián)的因素，以及e)與生產(chǎn)中所涉及的設(shè)施和公用事業(yè) 供應(yīng)鏈相關(guān)聯(lián)的因素，如所使用的電力的類(lèi)型(例如太陽(yáng)對(duì)比于風(fēng)對(duì)比于煤)。最后，負(fù)責(zé) 的制造商可優(yōu)化其操作以將其總的能量、環(huán)境和負(fù)面的人/社區(qū)影響從原材料到成品減至 最小，同時(shí)保持質(zhì)量、規(guī)章的遵循和客戶的滿意度。在一個(gè)方面中，可在供應(yīng)鏈中對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)材料的再循環(huán)。例如，根據(jù)產(chǎn) 品運(yùn)輸?shù)哪康牡?，可為產(chǎn)品自動(dòng)選擇不同的包裝以符合目的地地點(diǎn)的要求和需要(例如， 根據(jù)目的地的再循環(huán)規(guī)章來(lái)改變包裝)。在另一個(gè)方面中，基于碳標(biāo)簽在供應(yīng)鏈中優(yōu)化生 產(chǎn)。例如，根據(jù)目的地地點(diǎn)的碳足跡的可接受的值范圍來(lái)修改生產(chǎn)。在又一個(gè)方面中，可以 提供對(duì)供應(yīng)鏈內(nèi)的采購(gòu)和運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化。在這個(gè)方面中，可以做出自動(dòng)化的購(gòu)買(mǎi)決策以 減少給定生產(chǎn)線的環(huán)境影響。在又一個(gè)方面中，可以考慮到可從動(dòng)態(tài)評(píng)分系統(tǒng)得到的各種 可持續(xù)性因素來(lái)優(yōu)化管理決策制定和實(shí)施。為實(shí)現(xiàn)上述和其它相關(guān)目的，下面的描述和附圖詳細(xì)地說(shuō)明了某些示例性的方 面。這些方面僅僅示出了本文所描述的原理的各種使用方式中的幾種。根據(jù)下面的詳細(xì)描 述，并且當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，將容易看出其它的優(yōu)點(diǎn)和新穎性特征。


圖1是示出了一個(gè)優(yōu)化部件的示意性框圖，該優(yōu)化部件用來(lái)根據(jù)各種可持續(xù)性因 素來(lái)控制生產(chǎn)和采購(gòu)過(guò)程。圖2是示出了用來(lái)根據(jù)確定的再循環(huán)要求來(lái)更改產(chǎn)品包裝的方法的流程圖。圖3是示出了用于根據(jù)所檢測(cè)的碳足跡范圍來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)的方法的流程圖。圖4是示出了用于根據(jù)所檢測(cè)的環(huán)境因素來(lái)優(yōu)化采購(gòu)和運(yùn)輸系統(tǒng)的方法的流程 圖。圖5是示出了用于根據(jù)各種可持續(xù)性因素來(lái)優(yōu)化規(guī)章的遵循的方法的流程圖。圖6是示出了用于可持續(xù)性因素的動(dòng)態(tài)評(píng)分系統(tǒng)的框圖。圖7是示出了制造模型的示意性框圖，該制造模型與可持續(xù)性因素相關(guān)的源數(shù)據(jù) 相關(guān)聯(lián)，以便增強(qiáng)工業(yè)過(guò)程的效率。圖8是示出了已與可持續(xù)性因素相關(guān)聯(lián)的模型規(guī)范的圖。圖9是示出了與可持續(xù)性因素相關(guān)聯(lián)的示例性材料單的圖。圖10是示出了可與可持續(xù)性因素相關(guān)聯(lián)的示例性制造模型的圖。圖11是示出了能量監(jiān)視部件的圖。
具體實(shí)施例方式提供了一種考慮到動(dòng)態(tài)評(píng)分的可持續(xù)性因素來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)供應(yīng)鏈過(guò)程的工業(yè)控制 系統(tǒng)。在一個(gè)方面中，提供了一種工業(yè)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用來(lái)分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù) 性因素的處理器以及用來(lái)向所述可持續(xù)性因素分配權(quán)重的評(píng)分部件。優(yōu)化器考慮到所述可 持續(xù)性因素、所述權(quán)重以及再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少 一個(gè)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。要注意的是，本申請(qǐng)中所使用的諸如“部件”、“模塊”、“源”等術(shù)語(yǔ)意指計(jì)算機(jī)相關(guān) 實(shí)體，其可以是硬件、硬件和軟件的組合、軟件或者應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)以便進(jìn)行工業(yè)控制的 執(zhí)行中的軟件。例如，部件可以是(但不限于)處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、處理器、對(duì)象、可執(zhí)行 程序、執(zhí)行線程、程序和計(jì)算機(jī)。舉例來(lái)說(shuō)，服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用程序和該服務(wù)器均可以是 部件。一個(gè)或多個(gè)部件可駐留在進(jìn)程或執(zhí)行線程內(nèi)，且部件可位于一個(gè)計(jì)算機(jī)上或分布在 與其通信的兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制器或模塊之間。
首先參見(jiàn)圖1，系統(tǒng)100示出了優(yōu)化部件，該優(yōu)化部件用來(lái)根據(jù)各種可持續(xù)性因素 來(lái)控制生產(chǎn)和采購(gòu)過(guò)程。系統(tǒng)100包括多個(gè)分立的監(jiān)視器110，其設(shè)置在工業(yè)系統(tǒng)或過(guò)程內(nèi) 的各個(gè)地方，并且被用來(lái)從各種可持續(xù)性因素相關(guān)的數(shù)據(jù)源120收集數(shù)據(jù)?？沙掷m(xù)性因素 相關(guān)的數(shù)據(jù)源120可以是來(lái)自過(guò)程的各個(gè)部分，與諸如能量或廢棄物等因素相關(guān)，并且在 下文結(jié)合圖8做更詳細(xì)的描述。標(biāo)簽部件130被提供用于針對(duì)數(shù)據(jù)與工業(yè)過(guò)程的哪個(gè)部分 相關(guān)聯(lián)來(lái)對(duì)所收集的源數(shù)據(jù)120加標(biāo)簽或做標(biāo)記。例如，在分批過(guò)程中，可對(duì)源數(shù)據(jù)120加 標(biāo)簽，以指示配方成分的傳輸跨過(guò)了哪個(gè)管道或閥門(mén)，以及作為該過(guò)程的一部分，該管道或 閥門(mén)消耗了多少能量。從另一個(gè)角度來(lái)看，該管道或閥門(mén)可貢獻(xiàn)于與分批過(guò)程的一部分相 關(guān)聯(lián)的廢棄物的量，并且按照其自身的方式，反映可貢獻(xiàn)于相應(yīng)過(guò)程的能量或可持續(xù)性因 素的類(lèi)型。可持續(xù)性因素也可包括相應(yīng)過(guò)程之外的因素，如環(huán)境規(guī)章、碳要求、再循環(huán)考慮 事項(xiàng)等。在一個(gè)分立的可并行或串行組裝項(xiàng)目的過(guò)程中，可對(duì)源120加標(biāo)簽，以指示針對(duì)該 分立過(guò)程的各個(gè)部件(例如構(gòu)建引擎的分立過(guò)程A列出該引擎的各個(gè)部件，其中加標(biāo)簽的 來(lái)自源120的數(shù)據(jù)與引擎部件相關(guān)聯(lián))的可持續(xù)性因素。動(dòng)態(tài)評(píng)分部件140被提供用于對(duì) 可持續(xù)性因素進(jìn)行評(píng)價(jià)或評(píng)分，并且在下文結(jié)合圖6做更詳細(xì)的描述。優(yōu)化部件150處理可持續(xù)性數(shù)據(jù)并且考慮到該數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)、運(yùn)輸或采購(gòu)過(guò)程 的各個(gè)部分。在一個(gè)方面中，影響單元/產(chǎn)品/批次的可持續(xù)性得分的因素作為生產(chǎn)前和 生產(chǎn)后過(guò)程的一部分而發(fā)生。通過(guò)將這些因素的使用擴(kuò)展到供應(yīng)鏈中，可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)可持 續(xù)性的整個(gè)供應(yīng)鏈的優(yōu)化?？商峁┑囊粋€(gè)優(yōu)化以160示出，其中供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)被優(yōu)化以 實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)的再循環(huán)。這樣，可以優(yōu)化可持續(xù)性優(yōu)化系統(tǒng)，以便考慮再循環(huán)設(shè)施在該產(chǎn)品的目 的地區(qū)域內(nèi)的可用性。例如，通過(guò)使用模型化引擎(未示出)和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可確定 對(duì)于容器內(nèi)的肥皂(或其它產(chǎn)品)的特定制造環(huán)節(jié)，對(duì)于批次A，在肥皂的最終目的地可以 實(shí)現(xiàn)塑料再循環(huán)，但對(duì)于批次B不可以。然后生產(chǎn)系統(tǒng)可為批次A選擇使用塑料包裝的配 方，而為批次B選擇使用紙包裝的配方?？梢岳斫?，可基于所檢測(cè)的目標(biāo)運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)的再循環(huán) 需求來(lái)自動(dòng)選擇多個(gè)不同的包裝選項(xiàng)。前進(jìn)到170，可對(duì)碳管理進(jìn)行優(yōu)化。例如，在供應(yīng)鏈中優(yōu)化生產(chǎn)，以便進(jìn)行碳標(biāo)簽。 在碳標(biāo)簽和碳稅的情況下，生產(chǎn)過(guò)程本身之外的因素可影響最終產(chǎn)品的最終成本和利潤(rùn) 率。根據(jù)最終產(chǎn)品的碳足跡的檢測(cè)值的可接受的范圍，可自動(dòng)修改利用來(lái)自各個(gè)地區(qū)的資源或目標(biāo)是運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)地區(qū)的生產(chǎn)。例如，如果北美的公司要生產(chǎn)用于在世界范圍內(nèi)分發(fā) 的巧克力棒，則對(duì)比于來(lái)自非洲的糖，他們可選擇使用其倉(cāng)庫(kù)中的來(lái)自鄰國(guó)的糖。如果最終 產(chǎn)品想要運(yùn)往歐洲國(guó)家，該歐洲國(guó)家將來(lái)要征收碳稅，則模型化系統(tǒng)可確定例如，哪個(gè)批 次的原成分，或者哪種制造方法，以及/或者哪種運(yùn)輸方法在歐洲為貨架上的糖果提供最 低的總碳足跡。 在180，提供對(duì)供應(yīng)鏈內(nèi)的采購(gòu)和運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化。在上文所述的示例性場(chǎng)景中， 全球性的制造商可確定為了減少其生產(chǎn)線的總的環(huán)境影響，在俄羅斯的工廠應(yīng)接收非洲 的糖，而芝加哥的工廠應(yīng)接收巴西的糖。然后按照生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)采購(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以便于相 應(yīng)地啟動(dòng)購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)輸。通過(guò)進(jìn)一步擴(kuò)展模型，可使運(yùn)輸和附加的因素與諸如天氣等環(huán)境因 素一致，以將環(huán)境影響減至最小。例如，通過(guò)與天氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)，在受影響的地區(qū)的汽車(chē)運(yùn)輸 可在“臭氧警告”時(shí)間延遲或轉(zhuǎn)換為鐵路運(yùn)輸?？偰繕?biāo)同樣可以是在使環(huán)境影響最小的同時(shí) 優(yōu)化生產(chǎn)。高級(jí)的模型化可斷定，在某些條件下，在即將到來(lái)的一周有可能出現(xiàn)高臭氧日， 因此制造商應(yīng)預(yù)訂那些需要汽車(chē)運(yùn)輸?shù)牟牧?，以避免增加臭氧影響。?lèi)似地，通過(guò)與天氣系 統(tǒng)協(xié)調(diào)，可優(yōu)化生產(chǎn)和運(yùn)輸以便為諸如冰淇淋等需要受控的存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品利用“較熱” 或“較冷”的路線。在190，在可以提供對(duì)管理決策制定和實(shí)施的優(yōu)化的情況下考慮規(guī)章的遵循。隨著 對(duì)諸如安全標(biāo)準(zhǔn)、排放監(jiān)視、碳稅收、水利用問(wèn)題等與可持續(xù)性相關(guān)的問(wèn)題的管理監(jiān)督的增 力口，對(duì)這些規(guī)章進(jìn)行全球性的管理的復(fù)雜性也會(huì)增加。來(lái)自可持續(xù)性優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和過(guò) 程可包括與包含管理規(guī)則的數(shù)據(jù)庫(kù)的互連性，以便簡(jiǎn)化管理決策制定和監(jiān)督。例如，特定的 政府機(jī)構(gòu)可能想要鼓勵(lì)使用太陽(yáng)能。僅僅在標(biāo)簽上有能量使用信息將不足以管理對(duì)產(chǎn)品的 稅收，因?yàn)椴粫?huì)指示使用了何種類(lèi)型的能量。通過(guò)在其它相關(guān)可持續(xù)性因素的基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián) 指示生產(chǎn)使用了何種類(lèi)型的能量的可持續(xù)性因素，制造商可優(yōu)化生產(chǎn)，以最大地利用政府 的減免和其它激勵(lì)，同時(shí)使不利判決的風(fēng)險(xiǎn)最小。類(lèi)似地，管理主體可優(yōu)化稅收管理和對(duì)其 它規(guī)章的管理，以便推動(dòng)所期望的行為，從而使其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保持合理性和可持續(xù)性。通常，盡管已經(jīng)將大量的注意力用在可持續(xù)性——包括環(huán)境、能量和安全因 素——的價(jià)值上來(lái)，影響可持續(xù)性的因素常常已經(jīng)被視為在產(chǎn)品和/或過(guò)程本身之外。通過(guò) 將這些因素結(jié)合到全部供應(yīng)鏈中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品影響的生命周期觀察?？沙掷m(xù)性因素可 與產(chǎn)品、過(guò)程或其組合相關(guān)聯(lián)?？沙掷m(xù)因素可用于擴(kuò)展a)材料和產(chǎn)品的規(guī)范，b)用于將產(chǎn) 品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善凡牧系墓ぷ髦噶睿琧)與進(jìn)行生產(chǎn)的人力資源相關(guān)聯(lián)的描述符和其它因素，d) 與進(jìn)行生產(chǎn)的機(jī)器相關(guān)聯(lián)的因素，e)與生產(chǎn)中所涉及的設(shè)施和公用事業(yè)供應(yīng)鏈相關(guān)聯(lián)的因 素，如所使用的電力的類(lèi)型(例如太陽(yáng)對(duì)比于風(fēng)對(duì)比于煤)，以及f)調(diào)度信息?？衫靡?知的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)創(chuàng)建可持續(xù)性因素，或者，人們可開(kāi)發(fā)他們自己的因素以跟蹤和測(cè)量那些 對(duì)他們來(lái)說(shuō)特別重要的特性。下文參照?qǐng)D8描述了一個(gè)描述示例的可持續(xù)性因素的表。然 而，由于可持續(xù)性因素可以自創(chuàng)建，以考慮對(duì)個(gè)人、公司、零售商、地區(qū)等來(lái)說(shuō)具有獨(dú)特的重 要性的因素，因此應(yīng)理解，該表并不是窮舉性的列表。在另一個(gè)方面中，提供了一種用于控 制工業(yè)過(guò)程的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素進(jìn)行評(píng)分的裝置(評(píng)分部 件140)和用于為可持續(xù)性因素加權(quán)的裝置(見(jiàn)下面的圖6中的度量630)。該系統(tǒng)還包括 用于考慮到再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少一個(gè)來(lái)調(diào)節(jié)生產(chǎn) 過(guò)程的裝置(優(yōu)化部件150)。
圖2-5是示出了考慮到可持續(xù)性因素來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程的方法的流程圖。盡 管為了簡(jiǎn)化說(shuō)明的目的，將方法示出和描述為一系列的動(dòng)作，應(yīng)理解本文的方法并不局限 于動(dòng)作的順序，因?yàn)橐恍﹦?dòng)作可能以與其它動(dòng)作不同的順序或與其它動(dòng)作同時(shí)發(fā)生。例如， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，方法可以以另一種方式表示為一系列相關(guān)的狀態(tài)或事件，如在 狀態(tài)圖中所表示的那樣。而且，并不是所有示出的動(dòng)作都需要以執(zhí)行本文所述的方法。圖2示出了用來(lái)考慮到確定的再循環(huán)要求來(lái)更改產(chǎn)品包裝的方法200。前進(jìn)到 210，為潛在的產(chǎn)品確定目的地地區(qū)。在220，確定該地區(qū)的再循環(huán)要求的參數(shù)。這些參數(shù)可 包括要在包裝中使用的材料的類(lèi)型，如塑料、鋁、紙、可生物降解材料等。在230，在確定再循 環(huán)要求之后，考慮到所述要求來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。例如，如果當(dāng)前的過(guò)程要將產(chǎn)品裝在鋁 容器內(nèi)，而再循環(huán)要求是針對(duì)塑料容器的，則分批過(guò)程可自動(dòng)重新路由到采用塑料容器而 非鋁的包裝線上。可以理解，多個(gè)這樣的路由決策可根據(jù)所支持的再循環(huán)選項(xiàng)的數(shù)量來(lái)執(zhí) 行。在240，在已經(jīng)針對(duì)目的地地點(diǎn)的再循環(huán)要求定制適當(dāng)包裝的情況下將產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)皆摰?點(diǎn)ο
圖3示出了用于考慮到所檢測(cè)的碳足跡范圍來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)的方法300。在這個(gè)方面 中，在310如先前所述監(jiān)視可持續(xù)性因素。在320，判定當(dāng)前的生產(chǎn)方法是否在符合期望碳 足跡的可接受的范圍內(nèi)。如果在320當(dāng)前范圍可接受，則過(guò)程前進(jìn)到330并采用滿足相應(yīng) 范圍的當(dāng)前生產(chǎn)方法。如果在320當(dāng)前的生產(chǎn)不在可接受的范圍內(nèi)，則過(guò)程前進(jìn)到340，可 以更改成分，可以更改運(yùn)輸方法，以及/或者可以更改制造方法，以便實(shí)現(xiàn)期望的碳足跡水 平。如先前注意到的，生產(chǎn)過(guò)程本身之外的因素可影響最終產(chǎn)品的最終成本和利潤(rùn)率。根 據(jù)最終產(chǎn)品的碳足跡的檢測(cè)值的可接受的范圍，可自動(dòng)修改利用來(lái)自各個(gè)地區(qū)的資源或目 標(biāo)是運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)地區(qū)的生產(chǎn)。因此，模型化可以確定哪個(gè)批次的原成分，或者哪種制造方 法，以及/或者哪種運(yùn)輸方法為特定產(chǎn)品和/或目的地提供最低(或適合)的總碳足跡。圖4示出了用于考慮到所檢測(cè)的環(huán)境因素來(lái)優(yōu)化采購(gòu)和運(yùn)輸系統(tǒng)的方法400。在 410，考慮環(huán)境因素，如可能針對(duì)特定產(chǎn)品或過(guò)程而期望的天氣或其它氣候目標(biāo)。在420，處 理當(dāng)前環(huán)境數(shù)據(jù)。這樣，可確定特定的地點(diǎn)比計(jì)劃的地點(diǎn)冷，因此可采用不同類(lèi)型的運(yùn)輸或 包裝。在430，可考慮到當(dāng)前環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)整供應(yīng)采購(gòu)和/或生產(chǎn)方法。在440，購(gòu)買(mǎi)或運(yùn)輸 支持在410確定的環(huán)境目標(biāo)的材料或產(chǎn)品。如先前注意到的，可使運(yùn)輸和附加的因素與諸 如天氣等環(huán)境因素一致，以將環(huán)境影響減至最小。例如，通過(guò)與天氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)，在受影響的 地區(qū)的汽車(chē)運(yùn)輸可在“臭氧警告”時(shí)間延遲或轉(zhuǎn)換為鐵路運(yùn)輸?？偰繕?biāo)可以是在使環(huán)境影 響最小的同時(shí)優(yōu)化生產(chǎn)。高級(jí)的模型化可斷定，在某些條件下，在即將到來(lái)的一周有可能出 現(xiàn)高臭氧日，因此制造商應(yīng)預(yù)訂那些需要汽車(chē)運(yùn)輸?shù)牟牧希员苊庠黾映粞跤绊?。?lèi)似地， 通過(guò)與天氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)，可優(yōu)化生產(chǎn)和運(yùn)輸以便為諸如冰淇淋等需要受控的存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn) 品利用“較熱”或“較冷”的路線。圖5示出了用于考慮到各種可持續(xù)性因素來(lái)優(yōu)化規(guī)章的遵循的方法500。前進(jìn)到 510，針對(duì)目的地地點(diǎn)確定管理規(guī)則。除了其它可持續(xù)性因素外，這些規(guī)則還可包括安全標(biāo) 準(zhǔn)、排放、碳稅收。在520，考慮到所述規(guī)則和相關(guān)的可持續(xù)性因素來(lái)確定生產(chǎn)要求。在530， 考慮到所述規(guī)章來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)。這可包括利用備選的能源來(lái)制造以便符合管理主體所提供的 某種激勵(lì)。在540，可自動(dòng)更新標(biāo)簽以反映對(duì)規(guī)則和可持續(xù)性因素的遵循。如先前注意到的， 來(lái)自可持續(xù)性優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和過(guò)程可包括與包含管理規(guī)則的數(shù)據(jù)庫(kù)的互連性，以便簡(jiǎn)化管理決策制定和監(jiān)督。例如，特定的政府機(jī)構(gòu)可能想要鼓勵(lì)使用太陽(yáng)能。僅僅在標(biāo)簽上有 能量使用信息將不足以管理對(duì)產(chǎn)品的稅收，因?yàn)椴粫?huì)指示使用了何種類(lèi)型的能量。通過(guò)在 其它相關(guān)可持續(xù)性因素的基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)指示生產(chǎn)使用了何種類(lèi)型的能量的可持續(xù)性因素，制 造商可優(yōu)化生產(chǎn)，以最大地利用政府的減免和其它激勵(lì)，同時(shí)使不利判決的風(fēng)險(xiǎn)最小。類(lèi)似 地，管理主體可優(yōu)化稅收管理和對(duì)其它規(guī)章的管理，以便推動(dòng)所期望的行為，從而使其經(jīng)濟(jì) 和環(huán)境保持合理性和可持續(xù)性。
圖6示出了用于可持續(xù)性因素的動(dòng)態(tài)評(píng)分系統(tǒng)600。系統(tǒng)600包括處理一個(gè)或多 個(gè)可持續(xù)性因素620和評(píng)分度量630的動(dòng)態(tài)評(píng)分部件610。在處理因素620和度量630時(shí)， 生成一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分640，其可用于自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)運(yùn)輸、制造方法、產(chǎn)品采購(gòu)、包裝 和/或標(biāo)簽。度量630的使用可實(shí)現(xiàn)針對(duì)諸如單元或批次角度的每個(gè)產(chǎn)品/方法來(lái)計(jì)算動(dòng) 態(tài)可持續(xù)性得分。可持續(xù)性得分640可以是某個(gè)算法的結(jié)果，該算法根據(jù)期望的度量630 計(jì)算最優(yōu)結(jié)果以得到針對(duì)最終用戶的“最可持續(xù)的”產(chǎn)品或過(guò)程。該得分640可以是例如單獨(dú)的值、組合的值、多因素的值或加權(quán)的值。例如，給定 的個(gè)人可能會(huì)關(guān)注給定產(chǎn)品的單個(gè)值，如總的碳影響或排放。例如，該值可以是“3. 3公噸”。 然而，另一個(gè)用戶可能關(guān)注排放以及童工的使用。童工的使用可表示為“真/假”值，如“如 果使用了童工，則該值=1，否則該值=0”。因此，針對(duì)該產(chǎn)品的可持續(xù)性得分640可以是 3. 3公噸+0童工=3. 3的總值。然而，也可以使用“加權(quán)的”值，如下面所描述的。這些例 子中的消費(fèi)者的意圖是要有最低的環(huán)境和社會(huì)影響。因此，他或她尋求最低的可持續(xù)性得 分 注為區(qū)分重要性，可使用大范圍的加權(quán)標(biāo)度的值，如10、20、30對(duì)比于1、2、3。在以上例子中，消費(fèi)者的主要關(guān)注事項(xiàng)是制作待購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品的公司的安全性能。因 此，為確定其可持續(xù)性得分640，計(jì)算可以是尋找一瓶葡萄酒，其可持續(xù)性得分為30女 A+20 ★ B+10 ★ C。這樣，可通過(guò)以下算法將可得到的葡萄酒呈現(xiàn)給消費(fèi)者 消費(fèi)者可選擇夏敦埃酒，因?yàn)榧訖?quán)得分將指示通過(guò)權(quán)衡對(duì)他們重要的因素—— 其中雇主的安全性能較為重要，夏敦埃酒因此是較好的選擇。然而，另一個(gè)消費(fèi)者——可能 來(lái)自易于發(fā)生干旱的地區(qū)——會(huì)覺(jué)得水使用是最重要的，因此賦予可持續(xù)性因素620不同 的權(quán)重。
這可導(dǎo)致不同的可持續(xù)性評(píng)分，反映消費(fèi)者的關(guān)注事項(xiàng)。 因此，對(duì)于該消費(fèi)者，夏布利酒是較好的選擇。可應(yīng)用生產(chǎn)調(diào)節(jié)以便在便于最佳的可持續(xù)回報(bào)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。在應(yīng)用中，可持 續(xù)性得分640可用于與以下相關(guān)的決策制定·供應(yīng)鏈管理(原材料到成品到“相反的供應(yīng)鏈”)·工業(yè)生產(chǎn)·消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)決策·管理監(jiān)督動(dòng)態(tài)可持續(xù)性得分(DSS)可以伴隨材料貫穿它們的生命周期，從提取到處理/再 循環(huán)，以下述方式將所完成的步驟的累計(jì)的可持續(xù)性影響累加起來(lái)根據(jù)消費(fèi)者定義的、制 造商/公司/組織定義的或政府定義的對(duì)可持續(xù)性因素620的加權(quán)來(lái)最優(yōu)地定制。參考圖7，系統(tǒng)700示出了一個(gè)制造模型，該制造模型與可持續(xù)的源數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)， 以便增強(qiáng)工業(yè)過(guò)程的效率。系統(tǒng)700包括多個(gè)分立的監(jiān)視器710，其設(shè)置在工業(yè)系統(tǒng)或過(guò)程內(nèi)的各個(gè)地方，并且被用來(lái)從各種可持續(xù)源720收集數(shù)據(jù)?？沙掷m(xù)源720可以來(lái)自過(guò)程 的各個(gè)部分，與諸如能量或廢棄物等因素相關(guān)，并且在下文結(jié)合圖8做更詳細(xì)的描述。標(biāo)簽 部件730被提供用于針對(duì)數(shù)據(jù)與工業(yè)過(guò)程的哪個(gè)部分相關(guān)聯(lián)來(lái)對(duì)所收集的源數(shù)據(jù)720加標(biāo) 簽或做標(biāo)記。例如，在分批過(guò)程中，可對(duì)源數(shù)據(jù)720加標(biāo)簽，以指示配方成分的傳輸跨過(guò)了 哪個(gè)管道或閥門(mén)，以及作為該過(guò)程的一部分，該管道或閥門(mén)消耗了多少能量。從另一個(gè)角度 來(lái)看，該管道或閥門(mén)可貢獻(xiàn)于與分批過(guò)程的一部分相關(guān)聯(lián)的廢棄物的量，并且按照其自身 的方式，反映可貢獻(xiàn)于相應(yīng)過(guò)程的可持續(xù)性因素或能量的類(lèi)型。在一個(gè)分立的可并行或串 行組裝項(xiàng)目的過(guò)程中，可對(duì)源720加標(biāo)簽，以指示針對(duì)該分立過(guò)程的各個(gè)部件(例如構(gòu)建引 擎的分立過(guò)程A列出該引擎的各個(gè)部件，其中加標(biāo)簽的來(lái)自源720的數(shù)據(jù)與引擎部件相關(guān) 聯(lián))的可持續(xù)性因素。如所示，能量管理器或處理器740收集加標(biāo)簽的數(shù)據(jù)并且將加標(biāo)簽 的數(shù)據(jù)與制造模型750聯(lián)系起來(lái)以生成模型或規(guī)范760，其包括已經(jīng)與相應(yīng)的可持續(xù)性因 素或源數(shù)據(jù)720相關(guān)聯(lián)的分立或分批過(guò)程部件。通過(guò)將能量或其它可持續(xù)性因素與制造模 型或規(guī)范760相關(guān)聯(lián)，可在工廠內(nèi)提供和管理各種效率，這是因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目的能量/可持續(xù) 性部件現(xiàn)在可作為相應(yīng)分立或分批過(guò)程的部件來(lái)考慮和追蹤。
通常，系統(tǒng)700可持續(xù)性因素如能量在整個(gè)工廠或過(guò)程中被監(jiān)視，并且與諸如材 料單等模型750相關(guān)聯(lián)，以便提高工廠效率。自動(dòng)化的監(jiān)視器710可從跨工業(yè)過(guò)程分布的多 個(gè)可持續(xù)性因素源720接收數(shù)據(jù)。這樣的過(guò)程可包括分立過(guò)程，其中進(jìn)行自動(dòng)化組裝(例 如封裝式組裝)?；蛘呖砂ǚ峙^(guò)程，其中各種成分的混合物被組合以形成單元(例如化 學(xué)過(guò)程、食品過(guò)程、飲料過(guò)程等)的配方或其它組合。當(dāng)在710監(jiān)視相應(yīng)的過(guò)程時(shí)，在730 對(duì)所收集的諸如能量等可持續(xù)性因素源720加標(biāo)簽，以指示該源貢獻(xiàn)于該分立或分批過(guò)程 的哪個(gè)部分。加標(biāo)簽后，將該數(shù)據(jù)與諸如材料單(BOM)等制造模型760相關(guān)聯(lián)，其中工業(yè)管 理器或自動(dòng)化的過(guò)程然后可針對(duì)貢獻(xiàn)于相應(yīng)過(guò)程的各個(gè)部分的能量分量來(lái)分析該過(guò)程。與僅能從工廠范圍的總體消耗的角度來(lái)考慮能量的現(xiàn)有系統(tǒng)相對(duì)照，現(xiàn)在可實(shí)時(shí) 分析或通過(guò)離線模型化分析與BOM(或以下描述的其它模型)相關(guān)聯(lián)的源數(shù)據(jù)。以優(yōu)化和緩 解能量使用。例如，過(guò)程的部分可重新安排成使總體能量使用最小(例如在步驟A之前執(zhí) 行步驟C以便以A和C的相反順序來(lái)保存能量)。應(yīng)指出，BOM之外的其它模型也可具有相 關(guān)聯(lián)的可持續(xù)性因素。這樣的模型包括:MRP模型(材料需求規(guī)劃)、MES模型(制造執(zhí)行 系統(tǒng))、ERP模型(企業(yè)資源規(guī)劃)、規(guī)劃模型(例如梯形邏輯、SFC、分批程序、功能塊)等。 通常，系統(tǒng)700允許從工廠層面提取能量或其它消耗數(shù)據(jù)，并使其與生產(chǎn)輸出相關(guān)。這使 得能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)模型化工具應(yīng)用于生產(chǎn)能量和排放的預(yù)報(bào)和優(yōu)化，同時(shí)將現(xiàn)有的工廠 需求管理系統(tǒng)擴(kuò)展為包括生產(chǎn)，并且最終將該系統(tǒng)鏈接到例如需求響應(yīng)和智能網(wǎng)格(DRSG) 以及總量控制和交易系統(tǒng)。應(yīng)指出，與系統(tǒng)700相關(guān)聯(lián)的部件可包括各種計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)部件，如服務(wù)器、客戶 端、控制器、工業(yè)控制器、可編程邏輯控制器(PLC)、能量監(jiān)視器、批量控制器或服務(wù)器、分布 式控制系統(tǒng)(DCS)、通信模塊、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、無(wú)線部件、控制部件等等，它們能夠跨網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 交互。類(lèi)似地，本文所使用的術(shù)語(yǔ)控制器或PLC可包括可在多個(gè)部件、系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)之間共享 的功能性。例如，一個(gè)或多個(gè)控制器可跨網(wǎng)絡(luò)與各種網(wǎng)絡(luò)裝置通信和協(xié)作。這基本上可以 包括任何類(lèi)型的控制、通信模塊、計(jì)算機(jī)、I/O裝置、傳感器、人機(jī)接口(HMI)，它們通過(guò)包括 控制、自動(dòng)化或公共網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。控制器也可與各種其它裝置通信并對(duì)其進(jìn)行控制，如輸入/輸出模塊，包括模擬、數(shù)字、編程式/智能I/O模塊，其它可編程控制器，通 信模塊，傳感器，輸出裝置等。網(wǎng)絡(luò)可包括諸如因特網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)以及諸如控制和信息協(xié)議(CIP)網(wǎng)絡(luò) 等自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，所述控制和信息協(xié)議網(wǎng)絡(luò)包括DeviceNet和ControlNet。其它網(wǎng)絡(luò)包括以 太網(wǎng)、DH/DH+、遠(yuǎn)程I/O、現(xiàn)場(chǎng)總線、Modbus、Profibus、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、串行協(xié)議等。另外，網(wǎng)絡(luò)裝 置可包括各種可能性(硬件或軟件部件)。其包括如下部件，如具有虛擬局域網(wǎng)(VLAN)能 力的開(kāi)關(guān)、LAN、WAN、代理、網(wǎng)關(guān)、路由器、防火墻、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(VPN)裝置、服務(wù)器、客戶端、 計(jì)算機(jī)、配置工具、監(jiān)視工具或其它裝置。應(yīng)進(jìn)一步指出，能量管理器或處理部件740 —般是用于工業(yè)控制系統(tǒng)的服務(wù)器或 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如批量服務(wù)器。其可包括后續(xù)由處理或管理部件740執(zhí)行的配方的處理部件， 其中該配方識(shí)別過(guò)程的哪些方面被用來(lái)產(chǎn)生給定配方。在一個(gè)例子中，S88標(biāo)準(zhǔn)提供了定 義設(shè)備控制、程序控制和活動(dòng)的模型。實(shí)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)和其它標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)方面是建立通過(guò)使用 設(shè)備模塊(未示出)將配方生成與設(shè)備控制相分離的能力，所述設(shè)備模塊包括實(shí)際的設(shè)備 (例如池、泵等)和包括所有過(guò)程能力的同一硬件的軟件表示。對(duì)于給定的設(shè)備分組，每個(gè) 過(guò)程任務(wù)一般被制定為相對(duì)于該設(shè)備模塊的階段。而且，在相應(yīng)模型的一個(gè)例子中，S88模 型可充當(dāng)制造模型750。模型可包括過(guò)程單元，該過(guò)程單元可被分解為其設(shè)備模塊，所述設(shè)備模塊表示該 分組的所有可能任務(wù)，其中相應(yīng)的分組可與已經(jīng)跨工廠或其它設(shè)施進(jìn)行合計(jì)和加標(biāo)簽的可 持續(xù)源數(shù)據(jù)720相關(guān)聯(lián)。每個(gè)單元可表示過(guò)程工程師所設(shè)計(jì)的控制器中的代碼組織，其每 當(dāng)被調(diào)用時(shí)就執(zhí)行任務(wù)。每個(gè)設(shè)備模塊也設(shè)計(jì)成接受一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。例如在添加材料 時(shí)，兩個(gè)參數(shù)規(guī)定了添加哪種材料以及添加多少。在S88標(biāo)準(zhǔn)下，這代表了設(shè)備模型。S88 標(biāo)準(zhǔn)中的下一步是程序模型，其中過(guò)程工程師制訂了調(diào)用哪些設(shè)備模塊以及以何種順序調(diào) 用。該制訂在該標(biāo)準(zhǔn)下被稱(chēng)為操作。例如，過(guò)程工程師建立支持首先清潔該單元、然后添加 兩種材料、混合、反應(yīng)、送出的能力的程序。這成為配方模板的基礎(chǔ)，配方模板可公用于不同 的產(chǎn)品，但可通過(guò)每個(gè)階段的參數(shù)區(qū)分。在該模型下，可獨(dú)立于操作模板來(lái)管理參數(shù)或公式 化。過(guò)程工程師創(chuàng)建一系列的模板以覆蓋設(shè)備使用的多種安排。然后公式化器創(chuàng)建參數(shù)集 合。在運(yùn)行時(shí)，可將適當(dāng)?shù)牟僮髋c適當(dāng)?shù)墓郊舷嗥ヅ湟詣?chuàng)建可對(duì)設(shè)備執(zhí)行的S88控制 配方。應(yīng)理解，也可采用S88以外的程序模型。這樣，可以制訂S88模型的每個(gè)部件并且將 其與所收集的可持續(xù)性因素源數(shù)據(jù)720相關(guān)聯(lián)，并且最終生成作為在760加標(biāo)簽的具有所 收集的源數(shù)據(jù)項(xiàng)目的模型或規(guī)范。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8，提供了已與可持續(xù)性因素相關(guān)聯(lián)的模型規(guī)范800。規(guī)范800包括一 個(gè)或多個(gè)部件或過(guò)程步驟810-830，其中部件一般可與分立的制造過(guò)程相關(guān)，并且過(guò)程步驟 與分批制造過(guò)程相關(guān)。一些規(guī)范800可包括混合體，其中在同一規(guī)范中標(biāo)識(shí)了分立過(guò)程和 分批過(guò)程。除了部件或過(guò)程步驟810-830以外，規(guī)范800還包括一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素 850-870。這樣的因素850-870可與單個(gè)部件或過(guò)程步驟相關(guān)聯(lián)，或者單個(gè)因素可與部件或 過(guò)程步驟的子集相關(guān)聯(lián)。示例的可持續(xù)性因素850-870可包括能量或廢棄物因素，或者包 括其它因 素，如在下面的示例性表中所示的因素 在一些情況下，產(chǎn)品本身可以與如圖9所示的因素相關(guān)聯(lián)，其中在示例材料單900 中的左列910列出的各種產(chǎn)品與示例的可持續(xù)性因素相關(guān)聯(lián)，如用電量920、峰值需求930、 二氧化碳940、氧化氮950和二氧化硫960。制造商每天基于材料的可用性和高人工成本來(lái) 做出調(diào)度決策。隨著能量?jī)r(jià)格的上漲，他們將會(huì)需要增加能量到其調(diào)度決策上來(lái)。如今，錯(cuò) 誤的調(diào)度選擇正在為生產(chǎn)者產(chǎn)生幾萬(wàn)(如果沒(méi)有幾十萬(wàn))美元的需求處罰和關(guān)稅。一些處罰保持在那里達(dá)12個(gè)月以上。自動(dòng)化的生產(chǎn)線可監(jiān)視某種能量使用水平，以便啟動(dòng)特征模式、保持配方優(yōu)化或 遵循規(guī)章。通過(guò)應(yīng)用各種監(jiān)視部件，制造商可以有能力通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)仿真工具針對(duì)能 量需求來(lái)進(jìn)行對(duì)選項(xiàng)的調(diào)度、預(yù)報(bào)和優(yōu)化。他們可操縱計(jì)劃來(lái)將消耗大量能量的訂單移動(dòng) 到非峰值定價(jià)(負(fù)荷平衡)。而且，在已經(jīng)解除能量管制的區(qū)域，制造商將能夠基于制造計(jì) 劃來(lái)做出較為明智的選擇。
生產(chǎn)層面上的能量監(jiān)視可連接到能量跟蹤軟件包并且使生產(chǎn)輸出與所消耗的能量相關(guān)?？蓪?duì)能量進(jìn)行計(jì)量，并且可將經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)添加到生產(chǎn)材料單(BOM)上。這允許使用 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)仿真和預(yù)報(bào)工具，以及精益六西格瑪工具，以便針對(duì)諸如能量、費(fèi)率表和排放等附 加變量來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)。圖9示出了從BOM 900提取的電力數(shù)據(jù)910和920的例子?？烧{(diào)節(jié)為分析人工而執(zhí)行的生產(chǎn)過(guò)程仿真，以便僅通過(guò)例如交換KWh幾分鐘來(lái)分 析能量消耗。經(jīng)驗(yàn)性的能量數(shù)據(jù)可用來(lái)優(yōu)化每小時(shí)的相對(duì)于產(chǎn)品所消耗的能量。諸如價(jià)值 流圖制作等精益工具不僅可緩解制造過(guò)程中的人工的浪費(fèi)，而且可緩解能量的浪費(fèi)。較高 的輸出通常對(duì)能量消耗有負(fù)面的影響。當(dāng)能量被添加到BOM 900上時(shí)，用于材料預(yù)報(bào)的生產(chǎn)工具可用于能量預(yù)報(bào)。制造 可預(yù)報(bào)對(duì)諸如壓縮空氣、蒸汽、電力、天然氣和水等基礎(chǔ)設(shè)施的需求。非管制區(qū)域的公用事 業(yè)中間商的費(fèi)率可以更精確地協(xié)商。可以計(jì)算生產(chǎn)排放率并將其應(yīng)用于BOM 900。同樣允 許標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)預(yù)報(bào)工具針對(duì)例如總量控制和交易規(guī)章來(lái)預(yù)報(bào)排放。BOM 900上的能量信息可 有助于使生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)先于負(fù)荷水平的需求?；诜逯敌枨髸r(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)計(jì)劃可減少所消耗的 能量的總成本?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10，系統(tǒng)1000示出了可與可持續(xù)性因素1020相關(guān)聯(lián)的示例性制造模 型1010。如先前所說(shuō)明的，模型1010可包括材料單。另一種模型1010可包括材料預(yù)訂系 統(tǒng)模型(MRP)。通常，MRP系統(tǒng)確保材料和產(chǎn)品可用于生產(chǎn)并交付給客戶。這包括在規(guī)劃 制造活動(dòng)、交付計(jì)劃和購(gòu)買(mǎi)活動(dòng)時(shí)保持最低的可能庫(kù)存水平。因此，MRP系統(tǒng)所生成的任何 類(lèi)型的規(guī)范可與可持續(xù)性因素1020相關(guān)聯(lián)。另一種類(lèi)型的模型包括企業(yè)資源和規(guī)劃系統(tǒng) (ERP)。企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)是公司范圍的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，用來(lái)管理和協(xié)調(diào)來(lái)自共享的數(shù) 據(jù)庫(kù)的業(yè)務(wù)的資源、信息和功能。ERP系統(tǒng)具有面向服務(wù)的架構(gòu)，該架構(gòu)具有在局域網(wǎng)上通 信的模塊化硬件和軟件單元或“服務(wù)”。模塊化設(shè)計(jì)使業(yè)務(wù)能夠增加或重新配置模塊，同時(shí) 保留共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)完整性，該數(shù)據(jù)庫(kù)可以是集中的或分布式的。另一種模型包括制 造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是在工廠層面上管理和監(jiān)視過(guò)程中工作的控制系 統(tǒng)。MES實(shí)時(shí)跟蹤制造信息，從機(jī)器人、機(jī)器監(jiān)視器和雇員接收最新的數(shù)據(jù)。如先前所說(shuō)明 的，可以使用的另一種類(lèi)型的模型1010包括S88型模型。用于與可持續(xù)性因素相關(guān)聯(lián)的另 一種模型包括規(guī)劃模型，其可包括例如梯形程序、SFC程序、功能塊程序以及其它控制程序。圖11示出了示例性能量監(jiān)視部件1100。能量監(jiān)視部件1100可進(jìn)入各種封裝，并 且可設(shè)計(jì)成監(jiān)視多種不同的可持續(xù)性因素。在該例子中，監(jiān)視器1100是用于過(guò)程中的能量 使用的監(jiān)視電壓互感器1110或電流互感器1120。監(jiān)視部件可包括智能裝置，其可監(jiān)視能量 數(shù)據(jù)和對(duì)其加標(biāo)簽，如在過(guò)程的各個(gè)部分中所采用的那樣。例如，在這樣的數(shù)據(jù)被傳送到諸 如控制網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)/因特網(wǎng)等某個(gè)高層網(wǎng)絡(luò)之前，可在裝置網(wǎng)絡(luò)中被收集和加標(biāo)簽。以上所述的主題包括各種示例性的方面。然而應(yīng)理解，不可能為了描述這些方面 而描述每一種可設(shè)想到的部件或方法。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，可以有進(jìn)一步 的組合或排列?？刹捎酶鞣N方法或架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明及其修改、變化或等價(jià)物。因此，對(duì)本 文所描述的方面的所有這樣的實(shí)施旨在包含權(quán)利要求的范圍和精神。此外，詳細(xì)描述或權(quán) 禾Ij要求中的術(shù)語(yǔ)“包括”的意思與權(quán)利要求中的過(guò)渡詞“包括”類(lèi)似。通過(guò)上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述可知，本發(fā)明涵蓋的技術(shù)方案包括但不限于如 下的內(nèi)容
附記1. 一種再循環(huán)方法，包括自動(dòng)確定目的地地區(qū)；
自動(dòng)確定與該地區(qū)相關(guān)聯(lián)的再循環(huán)要求；以及考慮到所述再循環(huán)要求，動(dòng)態(tài)地更改自動(dòng)化包裝過(guò)程。附記2.如附記1所述的方法，進(jìn)一步包括將產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)揭坏貐^(qū)，其中該產(chǎn)品具有 自動(dòng)定制成遵循該地區(qū)的再循環(huán)要求的包裝。附記3.如附記1所述的方法，進(jìn)一步包括采用一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分來(lái)更改 所述自動(dòng)化包裝過(guò)程。附記4. 一種用于管理碳足跡的生產(chǎn)方法，包括確定期望的碳足跡的值范圍；考慮到所述期望的碳足跡來(lái)分析產(chǎn)品成分、產(chǎn)品制造方法或產(chǎn)品運(yùn)輸方法；以及考慮到所述期望的碳足跡來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)化制造過(guò)程。附記5.如附記4所述的方法，進(jìn)一步包括為了最低的可能碳足跡而優(yōu)化所述自 動(dòng)化制造過(guò)程。附記6.如附記4所述的方法，進(jìn)一步包括生成指示碳足跡的標(biāo)簽。附記7.如附記4所述的方法，進(jìn)一步包括分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分以調(diào)節(jié) 所述自動(dòng)化制造過(guò)程。附記8. 一種用來(lái)優(yōu)化供應(yīng)鏈內(nèi)的采購(gòu)和運(yùn)輸系統(tǒng)的方法，包括確定自動(dòng)化生產(chǎn)線上制造的產(chǎn)品的環(huán)境影響；分析與所述產(chǎn)品的目的地地點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前環(huán)境條件或模型；以及考慮到所述當(dāng)前環(huán)境條件來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)采購(gòu)方法或運(yùn)輸方法。附記9.如附記8所述的方法，進(jìn)一步包括考慮到天氣條件來(lái)生成產(chǎn)品運(yùn)輸以緩 解環(huán)境影響。附記10.如附記9所述的方法，進(jìn)一步包括采用一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分來(lái)確定 環(huán)境影響。附記11. 一種用來(lái)管理規(guī)章的遵循的方法，包括自動(dòng)分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素；考慮到所述可持續(xù)性因素來(lái)自動(dòng)分析一個(gè)或多個(gè)規(guī)章；以及動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程以便基本上遵循所述規(guī)章。附記12.如附記11所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)更改產(chǎn)品標(biāo)簽以指示對(duì)所述規(guī) 章的遵循。附記13.如附記11所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)調(diào)節(jié)所述生產(chǎn)過(guò)程以便實(shí)現(xiàn)規(guī) 章的激勵(lì)或減免。附記14.如附記11所述的方法，進(jìn)一步包括將得分自動(dòng)應(yīng)用于所述可持續(xù)性因
ο附記15. —種工業(yè)控制系統(tǒng)，包括處理器，用來(lái)分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素；評(píng)分部件，用來(lái)向所述可持續(xù)性因素分配權(quán)重；以及優(yōu)化器，用來(lái)考慮到所述可持續(xù)性因素、所述權(quán)重以及再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少一個(gè)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。附記16.如附記15所述的系統(tǒng)，所述處理器對(duì)制造模型進(jìn)行分析， 所述制造模型 包括材料單、MRP模型(材料需求規(guī)劃)、MES模型(制造執(zhí)行系統(tǒng))、ERP模型(企業(yè)資源 規(guī)劃)、S88模型或規(guī)劃模型。附記17.如附記16所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括需求響應(yīng)部件，其采用所述制造模型
以便于能量管理。附記18.如附記16所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括仿真部件，用來(lái)根據(jù)所述制造模型來(lái)
管理能量。附記19.如附記15所述的系統(tǒng)，所述可持續(xù)性因素包括用水量、期望的能量使用、 所使用的能量類(lèi)型、碳排放、可再循環(huán)性因素、環(huán)境影響因素、安全性因素或公用事業(yè)需求 因素。附記20. —種用于控制工業(yè)過(guò)程的系統(tǒng)，包括用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素評(píng)分的裝置；用于對(duì)所述可持續(xù)性因素進(jìn)行加權(quán)的裝置；以及用于考慮到再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少一個(gè)來(lái) 調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程的裝置。
權(quán)利要求
一種再循環(huán)方法，包括自動(dòng)確定目的地地區(qū)；自動(dòng)確定與該地區(qū)相關(guān)聯(lián)的再循環(huán)要求；以及考慮到所述再循環(huán)要求，動(dòng)態(tài)地更改自動(dòng)化包裝過(guò)程。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括采用一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分來(lái)更改所述 自動(dòng)化包裝過(guò)程。
3.一種用于管理碳足跡的生產(chǎn)方法，包括 確定期望的碳足跡的值范圍；考慮到所述期望的碳足跡來(lái)分析產(chǎn)品成分、產(chǎn)品制造方法或產(chǎn)品運(yùn)輸方法；以及 考慮到所述期望的碳足跡來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)化制造過(guò)程。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分以調(diào)節(jié)所述 自動(dòng)化制造過(guò)程。
5.一種用來(lái)優(yōu)化供應(yīng)鏈內(nèi)的采購(gòu)和運(yùn)輸系統(tǒng)的方法，包括 確定自動(dòng)化生產(chǎn)線上制造的產(chǎn)品的環(huán)境影響；分析與所述產(chǎn)品的目的地地點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前環(huán)境條件或模型；以及 考慮到所述當(dāng)前環(huán)境條件來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)采購(gòu)方法或運(yùn)輸方法。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括采用一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性得分來(lái)確定環(huán)境影響。
7.一種用來(lái)管理規(guī)章的遵循的方法，包括 自動(dòng)分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素；考慮到所述可持續(xù)性因素來(lái)自動(dòng)分析一個(gè)或多個(gè)規(guī)章；以及 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程以便基本上遵循所述規(guī)障。
8.一種工業(yè)控制系統(tǒng)，包括處理器，用來(lái)分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素； 評(píng)分部件，用來(lái)向所述可持續(xù)性因素分配權(quán)重；以及優(yōu)化器，用來(lái)考慮到所述可持續(xù)性因素、所述權(quán)重以及再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、 運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少一個(gè)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述處理器對(duì)制造模型進(jìn)行分析，所述制造模型包括材 料單、MRP模型(材料需求規(guī)劃)、MES模型(制造執(zhí)行系統(tǒng))、ERP模型(企業(yè)資源規(guī)劃)、 S88模型或規(guī)劃模型。
10.一種用于控制工業(yè)過(guò)程的系統(tǒng)，包括用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素評(píng)分的裝置； 用于對(duì)所述可持續(xù)性因素進(jìn)行加權(quán)的裝置；以及用于考慮到再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少一個(gè)來(lái)調(diào)節(jié) 生產(chǎn)過(guò)程的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了將可持續(xù)性因素用于生產(chǎn)優(yōu)化。本發(fā)明提供了一種工業(yè)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括處理器，用來(lái)分析一個(gè)或多個(gè)可持續(xù)性因素；以及評(píng)分部件，用來(lái)向所述可持續(xù)性因素分配權(quán)重。優(yōu)化器考慮到所述可持續(xù)性因素、所述權(quán)重以及再循環(huán)要求、碳足跡、采購(gòu)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程或規(guī)章要求中的至少一個(gè)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程。
文檔編號(hào)G05B13/04GK101872160SQ20101015942
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者菲利普·約翰·考夫曼, 馬西婭·伊萊恩·沃克 申請(qǐng)人:洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司