在自动化设备中的损坏的设备组件的更换

摘要

本发明涉及一种用于更换在自动化设备(1)中的损坏的设备组件(3)的方法、用于自动化设备的控制装置和自动化设备，其中自动化设备的控制装置(12)执行以下步骤。为设备组件的运行位置(15)提供位置描述(22)，其包含至少一个需在运行位置处满足的运行条件(8，9，10，11)。为至少一个可能的替代组件(13，14)提供各一个组件描述(18，19)，其包含不取决于替代组件的技术构造描述的、能被替代组件(13，14)采用的运行状态。这些组件描述被确定，针对这些组件描述，能被采用的运行状态满足每个包含在位置描述中的运行条件。属于被确定的组件描述的替代组件(18，19)被选出，并且被选出的替代组件为了安装在运行位置处而被以信号通知。

权利要求

1.一种用于更换在自动化设备(1)中的损坏的设备组件的方法，其特征在于，所述自动化设备(1)的控制装置(12)执行以下步骤：为所述设备组件的运行位置(15)提供位置描述(22)，所述位置描述包含至少一个需在所述运行位置(15)处满足的运行条件(8，9，10，11)，为至少一个可能的替代组件(13，14)分别提供组件描述(18，19)，所述组件描述包含不取决于所述替代组件(13，14)的技术构造而描述的、能被所述替代组件(13，14)采用的运行状态，确定如下的组件描述(18，19)，针对该组件描述，能被采用的运行状态满足每个包含在所述位置描述中的运行条件(8，9，10，11)，选出属于被确定的所述组件描述(18，19)的所述替代组件，并且

被选出的所述替代组件为了安装在所述运行位置(15)处而被以信号通知，所述位置描述(22)包含作为至少一个所述运行条件(8，9，10，11)的至少一个输入条件(20’)，所述输入条件分别定义：在所述运行位置(15)处执行的处理步骤开始时在所述运行位置(15)处由所述自动化设备(1)所需要的所述替代组件(13，14)的运行状态；和/或在所述运行位置(15)处需要被加工处理的产品的初始状态；和/或

对所述运行位置进行辅助的设备组件的运行状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述位置描述(22)的情况中，分别与如何满足所述运行条件(8，9，10，11)无关地定义至少一个所述运行条件(8，9，10，11)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述位置描述包括作为至少一个所述运行条件的至少一个输出条件(21’)，所述输出条件分别定义：在所述运行位置处由所述自动化设备需要的所述替代组件的最终状态；和/或在所述运行位置处需要被加工处理的产品的最终状态；和/或在所述运行位置下游的设备组件的运行状态。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个组件描述(18，19)都包括至少一个由所述替代组件(13，14)需要的运行环境条件，并且通过控制装置(12)选择如下的替代组件(13，14)，该替代组件的至少一个运行环境条件通过所述运行位置(15)满足。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个组件描述(18，19)都包括所述替代组件(13，14)的电子接口的接口定义，并且通过所述接口定义描述经由接口(23)传输的参数和/或信号的信号格式，并且通过控制装置(12)将电子的设备侧的连接接口的兼容性与所述接口(23)进行比较。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，产生信号转换，通过所述信号转换对所述接口(23)的信号和所述自动化设备侧的连接接口的信号进行相互换算。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将每个组件描述(18，19)提供作为所述替代组件(13，14)的数字模型，并且通过所述模型模拟所述替代组件(13，14)在所述替代组件的物理接口和/或控制接口处的行为。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个组件描述(18，19)包括分别来自所述替代组件(13，14)的物理特性，并且通过控制装置(12)将所述物理特性与在所述运行位置(15)处的对应的物理情况进行比较，并且在识别在该特性和对应的情况之间的差异的情况下将所属的替代组件(13，14)排除在所述选择之外。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述物理特性是几何尺寸和/或结构空间几何形状和/或接口几何形状。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每个所述组件描述(18，19)中指出在所述运行位置(15)处需由所述自动化设备(1)提供的资源，并且在缺少所述资源时通过所述控制装置(12)将所属的替代组件(13，14)排除在所述选择之外。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制装置(12)通过所述自动化设备的中央处理器装置或者通过与所述运行位置相邻的设备组件提供。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了在所述运行位置(15)处的运行，基于所述位置描述(22)对被选出的所述替代组件(13，14)进行配置。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在确定所述自动化设备(1)的运行的工程设计计划中，损坏的设备组件的工程设计数据通过被选出的所述替代组件(13，14)的工程设计数据替代。

14.一种用于自动化设备(1)的控制装置(12)，其特征在于，所述控制装置(12)具有处理器装置，所述处理器装置设计用于执行根据权利要求1-13中任一项所述的方法。

15.一种自动化设备(1)，其特征在于，所述自动化设备具有至少一个根据权利要求14所述的控制装置(12)。

说明书

在自动化设备中的损坏的设备组件的更换

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于更换在自动化设备中的损坏的设备组件的方法。也属于本发明的是一种控制装置，该控制装置设计用于执行该方法，以及一种自动化设备，其具有根据本发明的控制装置。

背景技术

[0002] 自动化设备可以具有模块或者设备组件，它们在自动化设备中共同作用，从而执行预设的过程。例如，该自动化设备可以是制造设备，在其中生产产品，例如机动车。自动化设备也可以是工艺设备，在其中执行工艺，例如从核能中获得电能。自动化设备也可以是控制设备，通过该控制设备系协调地对一些设备进行控制，例如交通网络中的信号灯。

[0003] 如果设备组件损坏并且因此不再具有功能，那么其他的设备组件由于过程链中断的原因就无法再执行过程。为了使得自动化设备的停机时间保持尽可能短，必须尽可以能快地为损坏的设备组件找到替代组件，并且将该替代组件预备，也就是参数化或者编程用于在设备中的运行。尤其是在较老的设备中，损坏的设备组件的设备类型和设备型号仅仅能够以较大的成本获得或者完全不能提供。如果现在必须将替代组件安装在自动化设备中，该替代组件以另外的设备型号为基础，那么通常需要对其余的设备组件进行匹配，由此使得替代组件完全能够与其余的设备组件共同作用。最糟糕的情况是，甚至需要对工程设计进行新的规划，这意味着从新的替代组件出发必须重新分配相应的任务，这些任务通过每个设备组件实现，并且相应地编制例如用于各个设备组件的可编程存储控制器(SPS)的控制程序并且存储在设备组件中。

发明内容

[0004] 因此，本发明的目的在于在设备组件损坏时使得自动化设备以较小的成本继续运行。

[0005] 通过本发明提供了一种方法，通过该方法实现了对在自动化设备中的损坏的设备组件的更换。通过自动化设备的控制装置在此执行以下步骤。提供用于设备组件的运行位置的位置描述。运行位置是自动化设备中的这样的一个位置，损坏的设备组件定位在该位置处或者在该位置处运行。位置描述包含至少一个需在运行位置处满足的运行条件。换句话说，通过位置描述例如定义了或者描述了需在运行位置处执行的任务。例如，用于在其处定位由传送带的运行位置的位置描述作为运行条件可以包括，即独立包装的货物或者产品需要从位置A，也就是传送带起始端传送至为位置B，也就是传送带末端。

[0006] 如果设备组件是损坏的，那么一个可能的替代组件或者多个可能的替代组件被考虑作用于损坏的设备组件的更换组件。为至少一个这样的可能的替代组件分别提供一个组件描述。该组件描述包含能由相应的替代组件采用的运行状态。在此，重要的特征，即不取决于替代组件的技术上的构造形式来描述运行状态。例如，组件描述可以表明，即产品能够在位置A被接收并且该产品可以被输送至位置B处。组件描述在此并没有指明所属的替代组件是否同样也是传送带或者例如是机器人，其通过机器人手臂将产品从A提升至B。

[0007] 此外，该方法提出，确定这样的组件描述，针对该组件描述，能被采用的运行状态满足每个在位置描述中包含的运行条件。换句话说，通过控制装置检验，是否有一个替代组件，其能够通过采用相应的运行状态来满足每个运行条件。该替代组件然后完全适于替换该损坏的设备组件。

[0008] 相应地，在另外的步骤中以信号通知，被选出的替代组件适于安装到运行位置中。换句话说，以信号通知，被选出的替代组件需要安装到运行位置中。

[0009] 通过本发明获得这样的优点，即在设备组件失效时，也就是当损坏的设备组件需被更换时，能够以自动化的方法，也就是无需自动化设备的使用者帮助地通过控制装置测定出合适的替代组件，其中这是不必要的，即其设备模型或者组件类型和损坏的设备组件相同，只要其能够采取所有必要的运行状态，通过这些运行状态能满足在运行位置处的运行条件。例如，传送带能够通过机器人替代，只要该机器人能够执行所有必要的传输运动。

[0010] 所述的控制装置也属于本发明。根据本发明的控制装置具有处理器装置，其设计用于执行根据本发明的方法的设计方案。处理器装置例如可以包括一个或者多个数字处理器。控制装置例如可以是自动化设备的中央计算装置或者是设备组件、例如相邻于运行位置布置的设备组件的可编程存储控制器。

[0011] 最后，所述的自动化设备或者缩写为设备也属于本发明，其特征在于根据本发明的控制装置的设计方案。自动化设备可以是这样的设备，如开头对其所进行的描述那样，也就是说，一种生产设备或者工艺设备或者控制设备。

[0012] 根据本发明的改进方案也属于本发明，这些改进方案接下来进行描述。

[0013] 在一个改进方案中，在运行位置的位置描述的情况中，也分别与如何满足运行条件无关地定义至少一个运行条件。换句话说，在位置描述的情况中，尤其放弃了在运行位置处的对内部动态过程的描绘。由此获得一个优点，即通过位置描述不会对适合的或者可能的替代组件的选择产生限制。例如，在位置描述中放弃提及传送带，从而使得具有抓取臂的机器人也能够满足至少一个需满足的运行条件。

[0014] 在一个改进方案中，位置描述包括至少一个作为运行条件的输入条件。每个输入条件描述各一个由设备所需要的替代组件的运行状态，如其应该在需在运行位置处执行的处理步骤的开始时存在的那样。例如可以包括位置说明，其指明，产品应该在哪里由替代组件接收或者获取。对此附加或者可替换的是，输入条件描述需在运行位置处加工的产品的起始状态。换句话说，指明了替代组件应该由哪些制造状态或者产品状态出发。例如，在瓶灌装设备中确定，替代组件应该可以接收空瓶子，但是其已经被清洗过。附加或者替换的是，输入条件可以定义对运行位置进行辅助的设备组件的运行状态。例如可以指明，即产品以确定的输送速度从进行辅助的设备组件中输出并且必须在运行位置被接收。通过考虑输入条件获得这样的优点，即被选择的替代组件即使在不改变其余的自动化设备的情况下也能可靠地与之耦合连接。

[0015] 在一个改进方案中，位置描述包括至少一个作为相应的运行条件的输出条件。每个输出条件都可以描述在运行位置处由设备所需要的替代组件的最终状态。最终状态在此尤其意味着，即在完成需循环地重复的工作步骤之后替代组件必须具有该最终状态。例如，其可以是机器人手臂的最终位置，其是必要的，以使得被传输的包装货物或者产品能够由下游的设备组件接收。对此附加或者可替换的是，输出条件能够定义需在运行位置处加工的产品的最终状态。换句话说，确定了哪些制造步骤或者生产步骤需要替代组件在产品上执行。对此附加或者可替换的是，在运行位置下游的设备组件的运行状态能够被定义。换句话说，确定了替代组件能应对下游的组件的哪些运行状态或者必须与之兼容。通过该改进方案获得这样的优点，即由替代组件在执行与之对应的处理步骤时产生的输出能够毫无问题地和/或成功地输出给其余的自动化设备。

[0016] 在一个改进方案中，每个组件描述包含至少一个由替代组件所需要的运行环境条件，也就是边界条件，其对于替代组件的运行是必要的。通过控制装置选择这样的替代组件，其至少一个运行环境条件通过运行位置满足。例如，运行环境条件可以是：应该能从周围环境中抽吸的并且再次排放到周围环境中的用于冷却替代组件的确定的气流。如果运行位置相应开放地设计，从而能够输送该冷却气流，那么该替代组件适于在运行位置处运行。如果相反该运行位置例如特别狭窄地构造，那么就仅仅能够选择这样的替代组件，其需要较小的空气流或者不需要空气冷却。通过考虑运行环境条件获得这样的优点，即被选择出的替代组件能够不需要另外对其余的自动化设备进行匹配地直接在运行位置处运行。

[0017] 在一个改进方案中，每个组件描述都包括替代组件的电子接口的接口定义。通过该接口定义描述了一个参数，该参数能够通过接口传输。换句话说，描述了哪些值或者能够从替代组件向下游的设备组件传输或者从上游的设备组件向替代组件传输。例如也可以指明，即通过接口传输温度值或者速度值。对此附加或者可替换的是，通过接口定义描述了信号的信号格式。例如可以指明，例如3伏特的信号值相应于例如20度的温度。通过控制装置对设备侧的连接接口的兼容性与替代组件的接口进行比较。换句话说检验是否设备侧地在电子连接接口上提供的参数和/或信号在替代组件的接口处设置的参数和/或信号协调一致。由此获得这样的优点，即通过控制装置检验，通过至今位置的设备编程或者设备配置是否能够实现或者执行对替代组件的控制和/或监控。由此获得了这样的优点，即能够确定这样的替代组件，通过该替代组件，对自动化设备的修改配置或者修改编程是不必要的、或者可以放弃对其进行修改配置或者修改编程。

[0018] 综上，本发明的改进方案提出，即对于不能测定这种兼容的替代组件的情况执行以下方法步骤。产生信号转换，通过该信号转换将接口的信号和设备侧的连接接口的信号彼此转换或者换算。换句话说，不管是自动化设备还是替代组件都可以无需修改配置地、也就是无改变的继续运行。在自动化设备的连接接口和替代组件的接口之间的信号过渡上，通过信号转换对信号之间的不兼容性进行补偿。信号转换可以例如通过程序模块实现，其通过替代组件和/或上游的或者下游的设备组件执行。附加地或者可选地设置有转换表。

[0019] 在一个本发明的改进方案中，每个组件被提供作为替代组件的数字模型，其中通过该模型模拟在替代组件的物理接口和/或电子控制接口处的替代组件的行为。换句话说，通过该模型从外部描述了替代组件、或者换句话说作为黑盒子，或者同样具有外部前景。由此以优选的方式实现了替代组件不取决于其技术设计方案，例如作为传送带或者具有机器人手臂的机器人示出并且例如在模拟中检验其对于在运行位置处的运行的适用性。

[0020] 在一个改进方案中，在每个组件描述中都还分别包含替代组件的物理特性。尤其是包含作为物理特性的替代组件的几何尺寸和/或结构空间几何形状和/或接口的接口几何形状。通过控制装置将该物理特性与在运行位置处的一致的物理情况进行比较。也就是检验替代组件的几何尺寸或者结构空间几何形状是否与在运行位置处提供的空间或者位置一致。供给接口或者供给线路的接口几何形状能够完全一样地与替代组件的接口几何形状进行比较。在获知特性和在运行位置处的相应的情况的区别时，将所属的替代组件从选择中排除。由此获得这样的优点，即在通过控制装置确定替代组件时确定这样的替代组件，其在自动化设备中的安装时不可能的。由此自动化地执行了否则需要通过自动化设备的使用者执行的检验步骤或者证实步骤。

[0021] 在一个改进方案中，在每个组件描述中都给出在运行位置处需由自动化设备提供的替代组件的资源。在缺少该资源时通过控制装置将所属的替代组件排除在选择之外。例如必要的能量流，也就是用于例如电功率或者加热功率或者冷却功率的最低值可以给出作为资源。在此也可以提出，即需要将压缩空气接口或者水接口作为资源。如果缺少资源，那么替代组件就不能在运行位置处运行或者自动化设备必须至少要进行改装。通过排除该替代组件，通过控制装置仅仅选择能够以现存的子资源运行的替代组件。

[0022] 如已经阐述的那样，控制装置能够通过自动化设备的中央处理器装置，也就是例如通过自动化设备的控制台或者工程设计系统的处理气装置提供。对此可替换的是也可以提出，即控制装置通过与例如运行位置相邻的控制装置提供。这尤其在自动化设备的非中央控制的情况中是有利的。

[0023] 在本发明的一个改进方案中，为了在运行位置处的运行，基于位置描述对被选出的替代组件进行配置。换句话说，替代组件也就是通过控制装置自主地或者自动地配置或者编程。由此获得这样的优点，即替代组件的运行行为被准备用于在运行位置处所必须的运行，也就是用于执行在运行位置处的任务，而使用者无需为此对替代组件进行编程。

[0024] 在一个改进方案中，在确定自动化设备的运行的工程设计计划中，损坏的设备组件的工程设计数据通过被选出的替代组件的工程设计数据替代。工程设计数据展示出了相应的组件的技术特性的描述。由此获得这样的优点，即工程设计计划，也就是设备的技术计划也能够自动地匹配于新的设备配置。工程设计计划例如可以包括用于作为设备组件的可编程村粗器控制装置的控制程序。工程设计计划也可以例如描述设备组件例如在运行厂房中或者运行场地上的几何布置。

附图说明

[0025] 接下来对本发明的实施例进行描述。图中示出：

[0026] 图1是根据本发明的自动化设备的一个设计方案的示意图以及

[0027] 图2是根据本发明的方法的一个设计方案的流程图。

具体实施方式

[0028] 接下来描述的实施例涉及本发明的优选的设计方案。但是，在该实施例中，实施例的所描述的组件分别表现了本发明的各个彼此独立地进行考虑的特征，其也相应地彼此独立地对本发明进行改进并且也单独地或者以另外的作为示出的组合地被视为本发明的组成部分。此外，描述的实施例也能够通过另外已经描述的本发明的特征来补充。

[0029] 在图中，功能相同的部件相应地具有相同的参考标号。

[0030] 图1示出了自动化设备1，其可以是一种生产设备、工艺设备或者控制设备。自动化设备或者缩写为设备1可以具有多个设备组件2。图中示出了损坏的设备组件3以及上游的设备组件4和下游的设备组件5。

[0031] 例如，损坏的设备组件3具有传送带6，通过该传送带从上游的设备组件4开始，工件或者产品7以预设的输送速度9在接收位置8处捕获或者接收并且产品7例如以预设的输送速度11传送至下游的设备组件5的最终位置的交货位置处。传输位置8，10以及输送速度9，11是用于自动化设备1的运行条件。

[0032] 通过损坏的设备组件3的损坏，自动化设备1在示出的实施例中就不再能够运行，因为设备组件3例如停机。损坏的设备组件3必须被更换。为此，自动化设备可以具有控制装置12，其能够设计用于从多个替代组件13，14中测定适于损坏的设备组件3的替代组件。然后可以将被选出的替代组件13，14装入到上游的设备组件4和下游的设备组件5之间的相同的运行位置15处，并且能够在接收位置8处以给出的输送速度9接收产品7，并且在最终位置10处以给出的输送速度11将产品7传输至下游的设备组件5。但是，控制装置12在此也能够选择一个设备组件作为替代组件13，14，其与损坏的设备组件3相比并不以相同的方式建造，尤其是其不必具有传送带6。在图1中示出，替代组件13例如尽管可以同样具有传送带，但是替代组件14例如可以通过具有机器人手臂17的机器人16来形成。

[0033] 为此，对于通过控制装置12的选择来说，每个替代组件13，14都能够通过组件描述18，19来代表或描述。在图1中，相应的组件描述18，19被作为黑盒子或者模块示出，通过其对每个被考虑的或者可能的替代组件13，14在其外部效果上进行描述。

[0034] 每个组件描述18，19例如都可以包括输入条件20。该输入条件20可以例如指明，在哪些接收位置8处能够接收产品，并且例如能够以哪些速度9进行接收。此外，每个组件描述18，19都可以包括输出条件21。通过该输出条件21例如可以指明，在哪些输出位置10和/或以哪些输送速度11能够将产品通过替代组件13，14传输给下游的设备组件5。

[0035] 控制装置12可以单独地基于组件描述18，19和对应的位置描述22检验，是否和哪些替代组件适于作为损坏的设备组件3的替代。位置描述22例如可以基于工程设计数据形成，通过该数据对自动化设备1中的设备组件3，4，5进行定义或者确定或者编程位置描述22可以例如包括描述了地运行条件。通过位置描述22也能够为运行位置15提供输入条件20’和输出条件21’，替代组件13，14的输入条件和输出条件应该与之匹配。

[0036] 通过组件描述18，19以及位置描述22也能够定义另外的边界条件，例如在运行位置15处提供的结构空间或者自由空间的几何形状。此外，例如可以定义至少一个接口几何形状。例如可以定义至少一个电接口和/或电通信接口。在图1中示例性地示出了用于传输至少一个参数和/或信号的电子接口23。

[0037] 为了检验给出的替代组件13，14是否适于替换损坏的设备组件3，接下来联系到图2描述的方法能够通过控制装置12执行。

[0038] 在缺少生产设备的技术组件或者模块(例如传送带或者生产机床)的情况中，不可预见的维修活动是必要的，由此能够尽快地再次实现运行状态。当损坏的组件不能被修理时，其必须被替换。然而出于一些原因通过相同的组件来替换损坏的组件是不可能的或者不利的：原厂的组件不再生产了，相同的组件不再仓库中和/或使用更好的组件(廉价，坚固)是有利的。

[0039] 当组件未被相同的组件替换时，产生这样的问题，即哪些组件可以被作为替代部件使用。更换必须快速地解决。典型的是无需花费时间去寻找具有损坏的设备组件的描述的老文件。因此，在更换时经常仅仅基于损坏的设备组件的类型铭牌来检验，这在多数情况下没有提供足够的信息。例如电机的型号铭牌上标注了额定功率和最大电流，但是没有给出如最大加速度的特性。

[0040] 为了确保安全，通常选择这样的组件，其至少产生同样的功率，如这样的组件，即使在该任务能够以相对少的功率输出的组件来执行时，该组件对其进行替代。

[0041] 组件配置或者变化常常不被考虑(变化，固件版本)。

[0042] 为此，自动化技术必须被手动地改变。固件配置必须被更换并下载到SPS或者PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)上，从而使得PLC获知新的硬件。

[0043] 新的组件的信号可以包含不同的数学单位，也就是信号转换可以是不必要的。

[0044] 逻辑电路(关联)/驱动器/程序目录可以是不同的，也就是说然后必须使用新的自动化逻辑电路。

[0045] 硬件接口可是不同的；也就是说，对通信总线的重新规划是不必要的。

[0046] 设备的归档必须更新。

[0047] 控制装置12利用根据图2的方法实现了通过在设备型号或者类型上与之完全不同的组件对技术组件的替代，该不同的组件能够完成相同的主要任务。例如，损坏的传送带能够通过机器人(一种机器)替代，其能够执行所谓的拿起和放下(Pick-and-Place)应用。通过CNC机床替代的损坏的钻孔器同样可以钻孔。

[0048] 这是灵活的工业生产4.0的方向中的重要步骤。

[0049] 该方法由此出发，即设备被配置和提供，直到设备组件3具有故障。直到该故障的时间点都使用一个工程设计计划，据此每个组件都具有明确定义的任务。

[0050] 该方法基于的想法是，确保损坏的组件的任务通过另外的组件满足，而并不确定如何通过该替代组件实现该目的。这由此实现，即提供组件的描述(模型)，其描述了组件的物理的和信息技术上的特性，并且描述了能够由外部的初始点(黑盒子)转换的任务。该模型然后相应地匹配于组件的任务的要求，该组件具有相同的功能/特性。

[0051] 组件的软件模型包括以下方面：

[0052] 具有对组件能执行的任务的语义学描述的列表。对每个任务的描述能够以静态的先决条件和后置条件实现。

[0053] 先决条件描述了这样的条件或者状况，其在组件能够开始其任务之前必须被满足。这包括这样的前提条件：例如像组件的状态、产品的起始状态，这又由组件来影响；和另外的组件状态，其与感兴趣的/必要的组件连接。

[0054] 后置条件描述了这样的状态，其在组件结束其任务之后必须被满足。这又包括这样的前提条件：例如像组件的状态本身、产品的最终状态，之后组件结束其任务；和另外的组件的状态，其与感兴趣的/必要的组件连接。

[0055] 先决条件或者后置条件可以对于特定的组件，例如传感器取消。

[0056] 该目的(任务)可以提供语义学上的描述，从而简化目的的定义，如“存储”或者“运输”。

[0057] 组件的接口的语义学上的描述可以指明作为组件的变量的描述，其能够被影响或者测定。可选的是，用于在设备的组件中的机械配备的物理上至关重要的条件(例如最大组件尺寸、法兰尺寸，连接类型)被指明。可选的是能够指明相关于组件的应用(例如最大所需能量)的另外的限制。

[0058] 组件的内部动态过程不是模型的一部分。例如，该模型由外部的输出点提供(黑盒子)。

[0059] 组件位置的软件模型、也就是位置描述包含了和组件模型一样的观点，该组件模型描述了必须由组件和在该位置实现的任务。

[0060] 当损坏的组件通过新的替代时，控制装置、例如后续组件或者相邻组件(中央的或者非中央的特性)执行接下来的步骤(见图2)：

[0061] 检测目的的一致性(TASK？)：检验至少一个替代组件，其包含目的列表或者任务列表，其可以执行需要的任务。

[0062] 当没有发现匹配时(在图2中通过减号“-”示出)：中断(FAIL)。

[0063] 当替代组件被发现时(在图2中通过加号“+”示出)：检验组件是否提供强制性的变量，其能够被测量或者影响(PAR？)

[0064] 可选的是：检验组件是否还具有附加的要求，例如像物理边界条件(PHY？)。

[0065] 如果必要，组件的接口值和/或接口信号进行转换(CONV)并且与连接的组件的连接接口匹配。为此，能够使用已知的方法，如“Plug&Play”。

[0066] 参与的组件的配置和参数化被更新(CONF)，例如对需要的任务进行列表并且确定匹配的参数。

[0067] 设备的技术数据例如在工程设计计划中被更新(UPD-更新)。

[0068] 结果报告被输出或者信号通知(SUCC-成功)。

[0069] 根据图2的方法给出了一种检验方法，如果一个替代组件相用于用于个任务的要求，该任务以根据黑盒子的模块为基础，例如无需知道该替代组件如何实现该任务。因此，替代组件无需与原始的组件类似，而是能够以完全另外的类型胜任/实现该任务。

[0070] 这样的组件因此可以集成到生产设备中，而无需手动配置或者匹配。

[0071] 必须保持在仓库中的替代部件的数量可以被降低。尽管如此还是获得了生产设备的增大的可用性，因为组件的替代能够快速地完成并且减少了不具有正确的替代部件的问题。

[0072] 另外的实例阐明了该优点。

[0073] 在第一实例中，在填充设备中利用计量分配阀对果汁进行填灌。由于故障，其不能再被使用或者应用。由于供应缺口，在仓库中没有用于计量分配阀的替代部件。企业因此决定，取而代之使用测量泵，即使其在计量时是成本高昂的并且不同地自动化。

[0074] 度量单位小管需要非常特殊的压力和到达的流体的密度，并且通过短时间地开启3
阀门执行一个任务。输入条件：填充压力＝[2.95巴至3.05巴]；流体密度＝[0.99kg/m 至
1.01kg/m3]；输出条件：体积＝[至少0.001m3]；精度＝[0.0001m3]；接口信号：(功能FUNCTION＝“开启值”；类型TYPE＝二进制；值_高WERT_Hoch＝0.001m3/0.01s；值_低WERT_Niedrig＝0.0m3/0.01s)。

[0075] 作为可能的替代组件的泵不取决于压力和密度地起作用：输入条件：填充压力＝[0.1巴至10巴]；流体压力＝[0.1kg/m3至3.5kg/m3]；输出条件:体积＝[至少0.001m3]；精度＝[0.0001m3]。接口信号:(功能FUNCTlON＝“体积”；类型TYPE＝整数,'单位UNlT＝mm3/0.001s)。

[0076] 位置(Standort)确定为原始地用于计量分配阀：输入条件：输入压力＝[3.0巴]；流体密度＝[1.0kg/m3]；输出条件:体积＝[0.02m3]；精度＝[0.002m3]。

[0077] 比较结果示出，阀能够通过泵替换。输入信号在自动化项目中根据语义学上的描述自动地改变。

[0078] 第二实例设计一种生产设备，在该设备中，多个生产步骤在金属板上必须顺序地执行。金属板从一个生产位置通过制造传送带向另一个生产位置移动。导致中断的故障导致制造传送带停机，从而持续几天，直到问题被解决。为了能够进一步进行生产，企业决定将该传送带临时通过捡取和放置机器替代，其在其他方面在该时间点时不被需要的。

[0079] 传送带部分：输入条件:PART_Iocation＝J x＝[0..4.5m],输出条件:PART_location＝:x＝[0..4.5m,'LOCATION_precision＝0.1m]；接口信号:(功能FUNCTION＝“相对位置"；类型TYPE＝浮点,'单位UNIT＝mn1),'(功能FUNCTION＝"开始触发器”；类型TYPE＝二进制)。

[0080] 机器：(任务:拾取&P放置):输入条件:PART_Iocation＝:x2+y2+z2<9m2；LOCATION_precision＝0.01m；输出条件:PART_location＝J x2+y2+z2<9m2,'LOCATION_precision＝0.01m；接口信号:(功能FUNCTION＝“起始位置”；...)；(功能FUNCTION:“最终位置"；...)；(功能FUNCTION＝”开始触发器”；类型TYPE＝二进制)。

[0081] 位置：输入条件：PART_location＝<0,0,0>；输出条件:PART_location＝<3,0,0>。

[0082] 比较得出，传动带部段能够通过机器替代。

[0083] 总体上，实例示出了如果能够通过本发明将设备组件通过另外的不同的设备组件替代。

[0084] 参考标号列表

[0085] 1  自动化设备

[0086] 2  设备组件

[0087] 3  损坏的设备组件

[0088] 4  上游的设备组件

[0089] 5  下游的设备组件

[0090] 6  传送带

[0091] 7  产品

[0092] 8  接收位置

[0093] 9  输送速度

[0094] 10  最终位置

[0095] 11  输送速度

[0096] 12  控制装置

[0097] 13  替代组件

[0098] 14  替代组件

[0099] 15  运行位置

[0100] 16  机器人

[0101] 17  机器人手臂

[0102] 18  组件描述

[0103] 19  组件描述

[0104] 20  输入条件

[0105] 20’  输入条件

[0106] 21   输出条件

[0107] 21’  输出条件

[0108] 22   位置描述

[0109] 23   接口。