DE102011077585A1 - Monitoring system for compliant production of a configured technical system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem zur regelkonformen Herstellung einer projektierten technischen Anlage, umfassend zumindest ein Prüfgerät (H2) als erstes Teilgerät des Überwachungssystems, wobei das Prüfgerät (H2) einen Application-Server (S1), einen Daten-Server (S2), einen Dokumenten-Server (S3), sowie ein Umfeld (S4) für den Ablauf von Client-Software (C1, C2), und zumindest eine Schnittstelle (I2) zur Kommunikation mit weiteren Teilgeräten des Überwachungssystems aufweist, und umfassend als ein zweites Teilgerät ein tragbares Eingabegerät (H3), welches eine Datenerfassungssoftware (S5), eine Schnittstelle (I3) zur Kommunikation mit dem Prüfgerät (H2) sowie weitere Schnittstellen (E1, E2) zur Anbindung von Geräten zur Identifizierung von Komponenten der technischen Anlage aufweist. The invention relates to a monitoring system for compliant production of a projected technical system, comprising at least one test device (H2) as the first subunit of the monitoring system, wherein the tester (H2) an application server (S1), a data server (S2), a documents Server (S3), as well as an environment (S4) for the flow of client software (C1, C2), and at least one interface (I2) for communication with further subunits of the monitoring system, and comprising as a second subdevice a portable input device (H3), which has a data acquisition software (S5), an interface (I3) for communication with the test device (H2) and other interfaces (E1, E2) for connecting devices for identifying components of the technical system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem zur regelkonformen Herstellung projektierter technischer Anlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a monitoring system for compliant production of configured technical equipment according to the preamble of claim 1.
Bei der Herstellung industrieller Anlagen muss aus Gründen der Sicherheit und Verfügbarkeit besonderer Wert auf eine qualitativ hochwertige Ausführung gelegt werden. Dies wird in der Regel von einer das Projekt begleitenden Qualitätsorganisation sichergestellt, die für die sachgerechte Ausführung der Herstellung sowie eine angemessene Dokumentation der Abläufe, inklusive zugehöriger Protokolle und Zertifikate, Sorge trägt. For reasons of safety and availability, the production of industrial equipment must be designed in a high-quality way. As a rule, this is ensured by a quality organization accompanying the project, which ensures the proper execution of the production as well as an adequate documentation of the processes, including the associated protocols and certificates.
Im Rahmen der Harmonisierungen von internationalen Regelwerken und der Anpassung der assoziierten nationalen Gesetzgebung ist der Nachweis der konformen Realisierung solcher technischer Anlagen zusammen mit ihren Baugruppen verbindlich geworden. Aus diesem Grund muss bei der Herstellung mehr denn je auf den regelkonformen Ablauf sämtlicher Prüfungen als Teil eines geplanten Konformitätsbewertungsprozesses sowie die Vollständigkeit und formelle Präzision der begleitenden Dokumentation geachtet werden. In the context of the harmonization of international regulations and the adaptation of the associated national legislation, the proof of the compliant implementation of such technical systems together with their assemblies has become binding. For this reason, more than ever before, attention must be paid to the compliant performance of all tests as part of a planned conformity assessment process as well as the completeness and formal precision of the accompanying documentation.
Bisher wurde der Konformitätsnachweis in der Regel gegen Ende des Projekts im Rahmen der Projektplanung projektspezifisch gesteuert und gemäß individueller Vereinbarungen mit den Lieferanten sowie auf Basis persönlicher Erfahrungen bei der Bewertung der gelieferten Dokumentationen geführt. Mit zunehmender Komplexität und Größe der Anlagen, größerer Anzahl der beteiligten Partner in den verschiedenen Phasen des Projekts sowie bei zusätzlich örtlich verteilter Herstellung und Montage führt diese Vorgehensweise zunehmend zu Schwierigkeiten. Qualitätssichernde Maßnahmen im Zusammenhang mit der Errichtung der projektierten Anlage werden dann zum Teil unterschiedlich umgesetzt und entziehen sich oft bezüglich sachlicher Richtigkeit und inhaltlicher Vollständigkeit einer solchen übergeordneten Überwachung. Dokumentation und Nachweise werden nur in den seltensten Fällen in vereinheitlichter Form und Qualität erstellt. Insgesamt führt dies zu Einbußen in der Effizienz, der Effektivität und der Qualität der notwendigen Maßnahmen für die mit dem Kunden vereinbarten Qualitätssicherung und den Konformitätsbewertungsprozess. So far, the proof of conformity was usually project-specifically controlled towards the end of the project as part of the project planning and conducted according to individual agreements with the suppliers and on the basis of personal experience in the evaluation of the supplied documentation. With increasing complexity and size of the plants, a larger number of partners involved in the different phases of the project as well as additional locally distributed manufacturing and assembly, this approach is increasingly causing difficulties. Quality assurance measures in connection with the construction of the projected system are then implemented in different ways and often elude the factual accuracy and completeness of content of such higher-level monitoring. Documentation and evidence are only rarely produced in a standardized form and quality. Overall, this leads to losses in the efficiency, the effectiveness and the quality of the necessary measures for the quality assurance agreed with the customer and the conformity assessment process.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Überwachungssystem bereit zu stellen, das die zuvor beschriebenen Nachteile überwindet. Ziel der Erfindung ist es dabei, möglichst viele der zum Konformitätsnachweis notwendigen Tätigkeiten in frühere Herstellungsphasen, in denen diese ohnehin fachlich besser verantwortet und effektiver bewältigt werden können, zu verschieben und die Vollständigkeit der Abläufe und der zugehörigen Dokumentationen für den Gesamtlieferumfang sicherzustellen. The object of the invention is therefore to provide a monitoring system that overcomes the disadvantages described above. The aim of the invention is to shift as many of the activities required for the proof of conformity into earlier production phases, in which they can be more professionally accounted for and managed more effectively, and to ensure the completeness of the processes and the associated documentation for the overall scope of supply.
Diese Aufgabe wird mit dem Überwachungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. This object is achieved with the monitoring system having the features of claim 1. Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Kerngedanke der Erfindung ist dabei, die umfängliche prozessgesteuerte Unterstützung der Prüfabläufe während der Herstellung einer projektierten technischen Anlage, einschließlich deren Dokumentation und Konformitätsbewertung auf Basis einer detaillierten Prüfplanung, die bereits in sehr frühen Phasen des Herstellungsprojekts auf Basis des Lieferumfangs erstellt wird. Die mögliche Vielfalt der Prüfprozesse und Dokumentensets kann dabei durch deren Ableitung aus den einschlägigen Normen und Gesetzen sowie deren typisierten Ablage im System durch Standardisierung deutlich reduziert und damit die Effizienz und die Konsistenz bei der Erstellung sowie für die anschließende Prüfung zusätzlich erhöht werden. Bei der Planung der Prüfungen kann die Verfügbarkeit der Ressourcen, wie beispielsweise Messmittel, Prüfpersonal, Mitwirken benannter Stellen etc., optimal berücksichtigt werden und so weitere Kosten und Zeit während der Herstellung der projektierten technischen Anlage eingespart werden. Die Modellierung des datentechnischen Problems für eine verteilte Verwendung auf entsprechenden Teilgeräten des Überwachungssystems sowie die erfindungsgemäße Verwendung entsprechender Hardware und Laufzeitumgebungen ermöglichen die flexible Verteilung des Überwachungssystems auf sämtliche notwendigen Standorte und damit die Anpassung des Überwachungssystems an die Erfordernisse bei der Herstellung der zuvor projektierten technischen Anlage. The core idea of the invention is the extensive process-controlled support of the test procedures during the production of a projected technical plant, including its documentation and conformity assessment on the basis of detailed test planning, which is already created in very early stages of the manufacturing project based on the scope of supply. The potential diversity of the test processes and document sets can be significantly reduced by standardization as a result of their derivation from the relevant standards and laws and their standardized storage in the system, thus further increasing efficiency and consistency in the preparation and subsequent testing. When planning the tests, the availability of resources, such as measuring equipment, test personnel, participation of notified bodies, etc., can be optimally taken into account and thus further costs and time can be saved during the production of the projected technical system. The modeling of the data-technical problem for a distributed use on corresponding subunits of the monitoring system and the inventive use of appropriate hardware and runtime environments allow flexible distribution of the monitoring system to all necessary locations and thus the adaptation of the monitoring system to the requirements in the preparation of the previously projected technical system.
Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert werden. Es zeigen: The invention will now be explained by way of example with reference to the following figures. Show it:
Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem zur Planung, Steuerung, Dokumentation und den Nachweis von qualitätssichernden Maßnahmen bei der Herstellung industrieller Anlagenprodukte und besteht dabei in aller Regel aus mehreren Systemkomponenten. Die einzelnen Systemkomponenten können als stationäre oder mobile Teilgeräte, also Hardware bzw. Plattformen (H1, H2, H3, H23), mit jeweiligem Betriebs- und Filesystem (OS, FS) sowie Standard-Interfaces (I1–I4) für Netzwerk-Adapter, Tastatur, Bildschirm etc. und mit entsprechenden Softwaremodulen (S1–S4, C1–C4) ausgebildet sind. Über entsprechende Netzwerke (N1, N2) sind die einzelnen Teilgeräte miteinander verbunden und können so ein verteiltes Überwachungssystem bilden. Das System kann dabei in seiner inhaltlichen Ausprägung an die jeweiligen Rahmenbedingungen angepasst und über seine örtliche Ausdehnung mittels mehrerer Plattformen sowie über seinen jeweiligen Funktionsumfang skaliert werden. The invention relates to a monitoring system for planning, control, documentation and proof of quality assurance measures in the production of industrial plant products and consists usually of several system components. The individual system components can be used as stationary or mobile subdevices, ie hardware or platforms (H1, H2, H3, H23), with respective operating and file system (OS, FS) as well as standard interfaces (I1-I4) for network adapter, keyboard, screen etc. and with appropriate software modules (S1-S4, C1-C4) are formed. The individual subdevices are connected to one another via corresponding networks (N1, N2) and can thus form a distributed monitoring system. In terms of content, the system can be adapted to the respective framework conditions and scaled by its local extent by means of several platforms as well as by its respective scope of functions.
Eine Minimalkonfiguration kann dabei, wie in
Die in
Den beiden in
Neben den beiden zuvor beschriebenen Systemausbildungen gibt es eine Vielzahl weiterer Ausbildungen, die letztendlich durch das Umfeld, nämlich die herzustellende technischen Anlage, bestimmt sind. So zeigt
Die Strukturierung der Daten in den Teilgeräten H1, H2, und H3 des Überwachungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein sogenanntes Scope-Element in zwei Varianten, nämlich als Node oder als Instance instanziiert wird. Zur Adressierung der Scope-Elemente können von mindestens einem Root-Element ausgehend hierarchische Sichten projektiert werden. Hierzu werden View-Nodes verwendet, die entweder weitere View-Node oder ein Scope-Element haben. Nodes können Instances und weitere Nodes haben, wodurch eine hierarchische Auflösung eines größeren Prüfobjekts in seine Komponenten möglich wird. Instances tragen eine Anzahl notweniger Komponentenprüfungen sowie Schnittstellenprüfungen und können genauso wie ein Node zusätzliche Nodes aufweisen, jedoch mindestens einen. Nodes tragen keine spezifische Information eines Elements, damit die Node-Hierarchie nicht von den Abhängigkeiten der Elemente untereinander beeinflusst wird. Nodes erben jedoch vom jeweils übergeordneten Node mindestens die Namen der Verantwortlichen für die Herstellung und Prüfung sowie die zugehörigen Anforderungsdokumentationen wie z.B. Normen, Kundenabsprachen und Einzeldetails. Instances tragen eine Vielzahl komponenten-spezifischer Merkmale, mindestens jedoch die zur Identifikation. The structuring of the data in the subunits H1, H2, and H3 of the monitoring system is characterized in that a so-called scope element is instantiated in two variants, namely as a node or as an instance. To address the scope elements, hierarchical views can be configured from at least one root element. For this purpose, view nodes are used that either have another view node or a scope element. Nodes can have instances and other nodes, allowing hierarchical resolution of a larger probe into its components. Instances carry a number of required component checks as well as interface checks and, just like a node, can have additional nodes, but at least one. Nodes do not carry any specific information about an element, so the node hierarchy is not affected by the interdependencies of the elements. Nodes, however, inherit from the parent node at least the names of the manufacturing and auditing officers, as well as the associated requirements documentation, such as, e.g. Standards, customer agreements and individual details. Instances carry a variety of component-specific features, but at least those for identification.
Prüfungen sind Prüfprozesse mit zugehörigem Ressourcen- und Dokumentenset. Diese werden u. a. aus Normen abgeleitet, qualifiziert, für die individuelle Verwendung typisiert, qualifiziert und z.B. in einer hierarchischen Bibliothek vorgehalten. Sie weisen untereinander Ähnlichkeiten auf und sind zum Teil von einander abgeleitet. Prüfprozesse definieren hierbei den Ablauf von Prüfungen in terminierten Prüfschritten, deren Durchführung mit geeigneten Ressourcen durch Nachweise oder Freigabe zu belegen ist. Nachweise werden im Dokumenten-Server S3 abgelegt und im Dokumentenset referenziert. Freigaben erfolgen authentifiziert bzw. durch verschlüsselten Mail-Handshake. Die Prüfprozesse verfügen weiterhin über standardisierte Terminvorlagen und ein parametrierbares Kommunikationsverhalten. Durch Vergleich der prozessspezifisch angepassten Termine am instanziierten Standard-Prüfprozess mit dem Status der Dokumentation im Dokumentenset ergibt sich als Statusinformation der Reifegrad der Prüfungen sowie der Vollständigkeitsgrad der zugehörigen Dokumentation. Diese kann über die Node-Hierarchie mindestens bis zum Scope-Element aggregiert, mit einer Auswertefunktion verarbeitet und berichtet werden. Der Übergang von einem aktuellen Prüfschritt in einen nächsten kann beispielsweise von der Existenz verpflichtender Nachweise bzw. Freigaben und ggf. anhängiger Maßnahmen zur Nachbesserung sowie von deren Evaluierung und Freigabe durch eine bestimmte Person abhängen, wie auch von den diversen Statusinformationen und der Freigabe anderer Prüfungen und Prüfschritte. Hierdurch können Verriegelungen realisiert und die Sequenzialisierung von Prüfungen erzwungen werden. Maßnahmen sind dabei ungeplante, zusätzliche Aktivitäten, die gemäß mindestens einem standardisierten Maßnahmenprozess bearbeitet werden und in unbegrenzter Anzahl an einen Prüfschritt assoziiert werden können. Jeder Maßnahmenprozess beginnt mit der Erfassung der notwendigen Tätigkeit und der Zuweisung eines Verantwortlichen. Im Verlauf wird der Umstand der Maßnahme analysiert, eine Lösung geplant, aufgesetzt, umgesetzt und freigegeben. Dabei finden Rollen- und Verantwortlichkeitswechsel gemäß Projektierung und übergeordnetem Node statt. Der Status aller Maßnahmen ergibt sich aus der Erörterung des jeweiligen zeitlichen Fortschritts der Maßnahme gegenüber der zugehörigen Maßnahmenplanung und ist Teil des Status an der Instanz. Audits are audit processes with associated resource and document set. These are u. a. derived from standards, qualified, typed for individual use, qualified and e.g. kept in a hierarchical library. They have similarities with each other and are derived in part from each other. Test processes define the sequence of checks in scheduled test steps, the execution of which must be documented with suitable resources by means of verification or release. Checks are stored in the document server S3 and referenced in the document set. Shares are authenticated or encrypted by a mail handshake. The inspection processes also have standardized appointment templates and configurable communication behavior. By comparing the process-specific adapted dates on the instantiated standard checking process with the status of the documentation in the document set, the status information is the degree of maturity of the checks and the degree of completeness of the associated documentation. This can be aggregated via the node hierarchy at least up to the scope element, processed with an evaluation function and reported. The transition from one current check step to another can depend, for example, on the existence of mandatory proofs or releases and any pending measures for rectification as well as on their evaluation and release by a specific person, as well as on the various status information and the release of other checks test steps. This allows latches to be realized and the sequencing of tests to be enforced. Actions are unplanned, additional activities that are processed according to at least one standardized action process and can be associated in unlimited number to one check step. Each action process begins with the identification of the necessary activity and the assignment of a responsible person. In the process, the circumstances of the measure are analyzed, a solution is planned, set up, implemented and released. The roles and responsibilities are changed according to the configuration and the higher-level node. The status of all measures results from the discussion of the respective temporal progress of the measure against the associated action planning and is part of the status at the instance.
Der einfachste Prüfprozess hat die Beantwortung einer oder einer Anzahl von Fragen mit Bewertungsmerkmalen durch eine konkrete Person zum Ziel. Eine geeignete Anzahl derartiger Prüfungen geht in einen internet-basierten Fragebogen über, dessen Bearbeitung simultan von unterschiedlichen Personen bzw. sequentiell erfolgen kann. Änderungen an den Dokumentensets der Prüfprozesse und den ggf. anhängigen Maßnahmen sowie kritische Termin- und Statussituationen sowie Zustandständerungen werden gemäß des spezifizierten Kommunikationsverhaltens automatisch an einen Kreis von Personen kommuniziert (Einzel-Mail, Übersichts-Mail, regelmäßiger Standard-Report etc.) und systematisch eskaliert. Die Projektierung des Systems, d.h. die Instanziierung von Hierarchien mit Instances, Prüfungen, Dokumentensets etc. erfolgt mit einer Tree-Browser-Applikation, die Hierarchien darstellt und Objektsensitiv die Erzeugung von Instanzen, deren Projektierung sowie die Datenverarbeitung und Ausgabe erlaubt. Hierzu gibt es vielfältige Software-Funktionen, die als Client-Software auf den peripheren Geräteplattformen H2, H3 oder H23 abgelegt, als lauffähiger Code vom Application-Server S1 oder in Form aktivierbarer Datensätzen (z. B. mit Scripting, HTML, XML, Forms) vom Daten-Server S2 dorthin ausgeliefert und zum Ablauf gebracht werden. Über einer File-Schnittstelle kann alternativ ein Mengenimport von Daten auf Tabellenbasis in den Daten-Server S2 erfolgen. In eine solche Tabelle kann der Projektierungsinhalt des Systems auch exportiert werden, so dass Branch-Merge-Szenarien in verteilter Umgebung möglich werden. Beim Import einer Tabelle erfolgt ein Abgleich mit den Bestanddaten, d.h. neue Information und Veränderungen werden übernommen, entfallene Information mit Löschdatum attributiert, beibehalten, jedoch deaktiviert. Maßnahmen können über ein MailingInterface initiiert werden. The simplest testing process aims to answer one or a number of questions with assessment characteristics by a specific person. A suitable number of such tests is transferred to an internet-based questionnaire, which can be processed simultaneously by different persons or sequentially. Changes to the document sets of the inspection processes and any pending measures as well as critical deadline and status situations as well as state changes are automatically communicated to a circle of persons according to the specified communication behavior (single mail, overview mail, regular standard report etc.) and systematically escalated. The configuration of the system, i. The instantiation of hierarchies with instances, checks, document sets, etc. is carried out with a tree browser application that displays hierarchies and object-sensitive allows the creation of instances, their configuration, as well as data processing and output. There are various software functions that are stored as client software on the peripheral device platforms H2, H3 or H23, as executable code from the application server S1 or in the form of activatable data records (eg with scripting, HTML, XML, Forms ) are delivered there by the data server S2 and brought to the process. Alternatively, via a file interface, a quantity import of data on a table basis into the data server S2 can take place. The configuration content of the system can also be exported to such a table so that branch-merge scenarios in a distributed environment become possible. When importing a table, a comparison is made with the inventory data, i. new information and changes are adopted, deleted information with deletion date attributed, maintained, but deactivated. Measures can be initiated via a mailing interface.
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