背景技术：
1、如今，食品生产商对自动化解决方案的兴趣日益浓厚。这出于很多原因。一个原因是合适的自动化系统可以使得确保食品安全。例如，在乳品厂中，适当调整的自动化解决方案与高质量的食品处理设备相结合，可以确保每批奶都得到充分加热，从而杀死细菌、孢子和其他有害微生物。与第一个原因相关的另一个原因是可以保证质量一致性。例如，在乳品厂中，通过拥有自动化系统，可以确保食品安全，同时食品气味和味道没有偏差或偏差至少很小。能够确保食品安全和稳定产品质量对于大多数食品生产商来说至关重要。
2、众所周知，自动化系统被制造为确保食品安全，同时实现一致和适当的产品质量。还已知用于食品生产系统的自动化系统被制造为生产各种食品。例如，当今的一些自动化系统可用于被制造为生产酸奶、奶、奶油等的食品生产系统。尽管自动化系统被制造为相继处理多种产品的生产，但仍有改进的空间。
3、例如，不同食品的生产顺序很重要。原因之一是多种产品的生产顺序会影响例如食品浪费。举例来说，先生产调味奶再生产原味奶通常会比先生产原味奶再生产调味奶产生更多的食品浪费。其原因是，当先生产调味奶再生产原味奶时，需要在生产原味奶之前清洁食品生产系统，以确保原味奶不会发生调味。相反，先生产原味奶再生产调味奶则不需要同样进行清洁。由于清洁食品生产会导致食品浪费、用水以及可能的清洁剂使用，因此食品的生产顺序对成本和环境足迹两者都有直接影响。
4、在安排生产时要考虑的另一个因素是确定系统在未来时间段的配置方式，即可以如何尽可能有效地进行维护和清洁。通过具有多个处理路径，例如系统的一部分可以进行清洁，同时系统的不同部分用于食品生产。
5、如上所阐释，食品生产系统具有多个处理路径有充分理由。然而，多功能性增强的缺点是系统更加复杂，有时操作员难以忽视。这可能具有以低效方式进行调度的效果，这进而可能导致设施的低效使用、增加的食品浪费和更长的生产时间。
6、基于上述情况，尽管目前有多种自动化系统可用于确保安全且高效的食品生产，但仍需要可用于进一步提高复杂的多处理路径食品生产系统的效率的自动化系统。
技术实现思路
1、本发明的目的是至少部分地克服现有技术的上述一个或多个限制。特别是，一个目的是提供用于有效地配置复杂食品处理系统的方法和系统，该食品处理系统被制造为顺序地且以并行处理路径生产多种食品。
2、根据第一方面，提供了一种用于配置食品处理系统以生产多种食品的计算机实现的方法，其中食品处理系统包括食品处理部件、存储单元、节点和输送元件，其中食品处理系统中提供了至少两个处理路径。该方法可以包括：从配方数据库中检索与食品数量关联的食品处理步骤；基于食品处理步骤生成运行方案，其中，运行方案可以包括食品处理步骤的时间表、食品处理部件与食品处理步骤之间的链接表以及食品处理部件、存储单元和节点的设置；以及在虚拟食品处理系统上执行运行方案，其中，虚拟食品处理系统对应于食品处理系统并包括虚拟食品处理部件、虚拟存储单元、虚拟节点和虚拟输送元件；接收来自虚拟食品处理系统中进行的执行的虚拟处理输出数据集，并且在接收对虚拟处理输出数据集接受的情况下，将运行方案上传到食品处理系统，使得其根据运行方案进行配置。
3、在此上下文中，上传运行方案应进行广义解释。在远离食品处理系统的服务器中确定运行方案的情况下，运行方案将从服务器传送到食品处理系统，即上传到食品处理系统。然而，同样可以使食品处理系统设置有被配置为执行上述步骤的数据处理装置。在后一个示例中，上传步骤应解释为将运行方案提供给食品处理系统的不同部件，使得食品处理系统根据运行方案进行配置，即将运行方案或运行方案相关部分上传至食品处理系统的各个部件。综上所述，“将运行方案上传至食品处理系统，以便根据运行方案进行配置”的步骤可以替换为“根据运行方案对食品处理系统进行配置”。
4、虚拟食品处理系统的优点是，可以在虚拟环境中试用运行方案，然后将其实施到现实世界食品处理系统中。这通常是一种益处，但特别是对于用以相继生产不同食品且还设置有至少部分并行的多个处理路径的食品处理系统来说是一种益处。此类复杂的食品处理系统很难被忽视，并且具有在运行方案在现实世界食品处理系统中实施之前无法识别其负面影响的风险。
5、例如通过使用物联网(lot)技术和机器学习(ml)技术，在不同的食品处理系统之间共享信息和学习是有利的，因为发现有益的运行方案可以有效传播。然而，使用其他食品处理系统中的信息和学习也会构成风险，尽管可以采取不同的措施来降低这种风险，但在制定现实世界实施方案之前让虚拟食品处理系统尝试运行方案可能是有益的。操作员和其他相关人员对于如何制定运行方案的想法也是如此。由于在现实世界系统中尝试新想法需要大量成本，因此新想法未经测试存在风险，从而可能失去减少环境影响的机会。
6、在被处理的食品是液体食品的情况下，处理路径可以是流动路径。处理路径也可作为流动路径开始并且作为非流动路径结束。例如，在将液态乳清干燥成乳清粉的食品处理系统中，食品处理系统的初始步骤可以是处理液体食品产品，而干燥步骤之后的后续步骤可以是处理非液体食品产品。
7、上述食品可以是由诸如脂肪含量、颜色和粘度等大量特征限定的复杂食品。当从配方数据库检索链接到食品的食品处理步骤时，可以考虑这些不同的特征。换言之，举例来说，可存在大量常温(ambient)白色奶产品，它们中的每一种都具有不同的特征。因此，不同的常温白色奶产品可链接到不同的食品处理步骤。以这种方式拥有复杂的食品增加了整体调度复杂性，并且因此增加了拥有虚拟食品处理系统的益处。
8、食品处理系统可以包括至少两个子系统，其形成为第一组子系统和第二组子系统，所述第一组子系统在至少两个处理路径之间共享，在所述第二组子系统中，为至少两个处理路径提供单独的子系统。
9、该方法还可以包括将虚拟处理输出数据集与阈值进行比较。
10、与阈值比较的优点在于，可以自动或手动地轻松丢弃不太感兴趣的运行方案。阈值可以是例如电能使用量、蒸汽消耗量等的当前值。
11、该方法还可以包括，在生成运行方案的步骤之前，添加或移除一个或多个虚拟食品处理部件。
12、了解添加例如另一个罐或用一个较大的罐替换两个小罐的效果在复杂的食品处理系统中通常很困难。通过有可能在虚拟食品处理系统上生成和测试运行方案之前进行更改，可以轻松地研究这种影响。通过提供不同食品处理部件的虚拟复制品，可以容易地向虚拟食品处理系统添加新的食品处理部件。
13、该方法还可以包括，在生成运行方案的步骤之前，添加或移除就地清洁(cip)步骤。
14、清洁是确保食品安全和产品质量的必要条件。然而，清洁太频繁或太多会对环境造成不必要的影响。通过有可能添加或移除cip步骤，无论是通过不同方式使用现有cip设备，还是通过添加或移除cip设备并调整清洁程序，都可提供一种工具来改善食品处理系统的环境影响。
15、该方法还可以包括，在生成运行方案的步骤之前，添加或移除维护步骤。
16、举例来说，在食品处理系统中过于频繁地更换磨损部件不仅增加食品生产商的成本，而且增加环境足迹。相反，太少更换磨损部件可导致机器故障，进而导致食品浪费和停机。通过提供添加或移除维护步骤的可能性(这可涉及操作员进行的清洁程序且还涉及机械检修形式的服务步骤)，在虚拟食品处理系统中生成和测试运行方案之前，可找到维护方面的平衡，从而会实现更具成本效益的食品生产以及更环保的食品生产。
17、该方法还可以包括，在生成运行方案的步骤之前，改变要生产多个食品的顺序。
18、食品的生产顺序对成本和环境都有影响。例如，如上所阐述，通过改变顺序，例如先生产原味奶再生产风味奶而不是先生产风味奶再生产原味奶，可以需要较少的清洁，这进而使得可以降低成本和环境影响。可以通过不同的方式来改变顺序。例如，可以经由图形用户界面(gui)向操作员提供不同的步骤，并且可以通过操作员执行的拖放操作来改变顺序。
19、运行方案可以包括注重食品浪费的运行方案、注重电能的运行方案、注重机器故障风险的运行方案、注重最小生产时间的运行方案或注重清洁时间的运行方案。
20、如上所阐述，操作员或参与食品生产系统操作的其他人员可做出改变，但运行方案还可通过使用为此目的而设计的算法自动设置。作为生成运行方案的算法的输入，操作员可以提供关于要优先考虑哪些因素的输入。例如，在原材料价格大幅上涨的情况下，操作员可要求注重食品浪费的运行方案。这种方案的生成可以例如被配置为使得以增加的清洁需求和/或额外的蒸汽消耗为代价来减少食品浪费。
21、注重最小生产时间的运行方案可以是适合于尽可能地减少生产时间的运行方案，即以生产时间为最高优先级的运行方案。
22、配方数据库可以通信地连接到配方云，所述配方云又连接到其他配方数据库。
23、运行方案数据库可以通信地连接到运行方案云，所述运行方案云又连接到其他运行方案数据库。
24、该方法还可以包括：基于食品处理步骤生成至少一个替代运行方案；在虚拟食品处理系统上执行至少一个替代运行方案；捕获来自虚拟食品处理系统中进行的执行的至少一个替代虚拟处理输出数据集；在接收到至少一个替代虚拟处理输出数据集之一的替代接受的情况下，使至少一个替代运行方案之一成为要上传到食品处理系统的运行方案，使得这根据至少一个替代运行方案之一进行配置。
25、如上所阐述，可以生成多于一个运行方案，并且可以向用户提供多种替代方案以供在决定在虚拟食品处理系统中选择和运行哪个选项之前进行选择。提供许多替代方案的优点在于，可以向用户提供可能不符合操作员提出的具体要求但仍基于从其他类似食品处理系统获得的经验的替代方案，这很可能是一个不错的选项。
26、措辞运行方案应广义地解释，并且不必限于实际设备。例如，诸如劳动力成本、可用存储空间、可用人员等因素也可以用作运行方案的基础。举例来说，在可用的操作员较少的夜班期间，可以使用与在可用的操作员较多的白班期间使用的运行方案相比不同的运行方案。在这种情况下，运行方案可以被理解为操作策略。
27、根据第二方面，提供了一种数据处理系统，其包括被配置为执行第一方面的方法的处理器。
28、对于该第二方面，适用上面参考第一方面提出的相同优点。
29、数据处理系统可以包括与配方数据库和/或运行方案数据库通信连接的数据处理装置。
30、配方数据库可以通信地连接到配方云，所述配方云又通信地连接到其他数据处理系统的配方数据库，和/或运行方案数据库通信地连接到运行方案云，所述运行方案云又通信地连接到其他数据处理系统的运行方案数据库。
31、根据第三方面，提供了一种计算机程序产品，其包括指令，当程序由数据处理系统执行时，所述指令使得数据处理系统执行根据第一方面的方法。
32、对于该第三方面，适用上面参考第一方面提出的相同优点。
33、本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现出来。
1.一种用于配置食品处理系统(100)以生产多种食品(102a、102b)的计算机实现的方法(400)，其中所述食品处理系统(100)包括食品处理部件(104a-e)、存储单元(106a-c)、节点(108a-b)和输送元件(110a-g)，其中提供所述食品处理系统(100)中的至少两个处理路径(pp1，pp2)，所述方法(400)包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述食品处理系统(100)包括至少两个子系统(132，134，136，138)，其形成为第一组子系统(132，138)和第二组子系统(134，136)，所述第一组子系统(132，138)在所述至少两个处理路径(pp1，pp2)之间共享，在所述第二组子系统(134，136)中为所述至少两个处理路径(pp1，pp2)提供单独的子系统。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其还包括：在生成(404)所述运行方案(120)的步骤之前，
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括，在生成(404)所述运行方案(120)的步骤之前，
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：在生成(404)所述运行方案(120)的步骤之前，
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括，在生成(404)所述运行方案(120)的步骤之前，
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述运行方案(120)包括注重食品浪费的运行方案、注重电能的运行方案、注重机器故障风险的运行方案、注重最小生产时间的运行方案或注重清洁时间的运行方案。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述配方数据库(114)能通信地连接到配方云(128)，所述配方云(128)又连接到其他配方数据库。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述运行方案数据库(118)能通信地连接到运行方案云(130)，所述运行方案云(130)又连接到其他运行方案数据库。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：
12.一种数据处理系统(119)，其包括被配置为执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的处理器(140)。
13.根据权利要求12所述的数据处理系统(119)，其中所述数据处理系统(119)包括通信连接到配方数据库(114)和/或运行方案数据库(118)的数据处理装置(111)。
14.根据权利要求13所述的数据处理系统(119)，其中所述配方数据库(114)通信连接到配方云(128)，所述配方云(128)又通信连接到其他数据处理系统的配方数据库，和/或所述运行方案数据库(118)通信地连接到运行方案云(130)，所述运行方案云(130)又通信地连接到其他数据处理系统的运行方案数据库。
15.一种计算机程序产品，其包括指令，当所述程序由数据处理系统(119)执行时，所述指令使得所述数据处理系统执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
