Published March 23, 2026 | Version v1
Patent Open

Ein digitales Zwillingssystem für die zellbasierte autonome Produktionskonsolidierung in ERP-gesteuerter diskreter Fertigung

Description

A digital twin-based system for cell-based autonomous production consolidation in an enterprise resource planning (ERP) controlled discrete manufacturing environment, comprising: a digital twin generation module (101) configured to create and maintain a virtual representation of one or more physical production cells, including associated workstations, workflow structures, material dependencies, and capacity constraints; a demand classification and cell grouping module (102) configured to receive production demand from an ERP system and classify the demand into cell-compatible demand clusters based on routing compatibility, product family attributes, and production cell capacities; a production consolidation engine (103) configured to generate consolidated planned orders at the cell level by aggregating the classified demand clusters and embedding cell-specific production intelligence into ERP planning objects; and a real-time synchronization module. (104) configured to collect operational data from manufacturing systems, including machine status, throughput rate, queue metrics, and capacity utilization, and to update the digital twin models accordingly; a deviation detection module (105) configured to compare the real-time operational data with the parameters of the digital twin models to identify deviations that exceed predefined operational thresholds; and an autonomous recalibration engine (106) configured to selectively regenerate the material requirements planning results at the manufacturing cell level and redistribute production utilization to one or more manufacturing plants (107).

Abstract (German)

Ein auf einem digitalen Zwilling basierendes System zur zellenbasierten autonomen Produktionskonsolidierung in einer durch ein Enterprise-Resource-Planning-System (ERP) gesteuerten Umgebung der diskreten Fertigung, wobei das System umfasst:ein Modul zur Erzeugung eines digitalen Zwillings (101), das so konfiguriert ist, dass es eine virtuelle Darstellung einer oder mehrerer physischer Produktionszellen einschließlich der zugehörigen Arbeitsstationen, Arbeitsablaufstrukturen, Materialabhängigkeiten und Kapazitätsbeschränkungen erstellt und pflegt;ein Modul zur Bedarfsklassifizierung und Zellgruppierung (102), das so konfiguriert ist, dass es Produktionsbedarf von einem ERP-System empfängt und den Bedarf auf der Grundlage von Routing-Kompatibilität, Produktfamilienattributen und Produktionszellenkapazitäten in zellkompatible Bedarfscluster klassifiziert;eine Produktionskonsolidierungs-Engine (103), die so konfiguriert ist, dass sie konsolidierte Planaufträge auf Zellebene generiert, indem sie die klassifizierten Bedarfscluster aggregiert und zellenspezifische Produktionsintelligenz in ERP-Planungsobjekte einbettet;ein Echtzeit-Synchronisationsmodul (104), das so konfiguriert ist, dass es Betriebsdaten aus Fertigungssystemen erfasst, einschließlich Maschinenstatus, Durchsatzrate, Warteschlangenmetriken und Kapazitätsauslastung, und die Digital-Twin-Modelle entsprechend aktualisiert;ein Abweichungserkennungsmodul (105), das so konfiguriert ist, dass es die Echtzeit-Betriebsdaten mit den Parametern der Digital-Twin-Modelle vergleicht, um Abweichungen zu identifizieren, die vordefinierte Betriebsschwellenwerte überschreiten; undeine autonome Neukalibrierungs-Engine (106) so konfiguriert, dass bei Feststellung einer Abweichung die Ergebnisse der Materialbedarfsplanung auf Ebene der Fertigungszelle selektiv neu generiert und die Produktionsauslastung auf ein oder mehrere Fertigungswerke (107) umverteilt werden.

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