CN111238618A

CN111238618A - 生产过程中的节约时间的称重

Info

Publication number: CN111238618A
Application number: CN201911147632.XA
Authority: CN
Inventors: R·米勒
Original assignee: Mettler Toledo Schweiz GmbH
Current assignee: Mettler Toledo Schweiz GmbH
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-06-05
Anticipated expiration: 2039-11-21
Also published as: EP3660472A1; US20200173840A1; EP3660472B1; US11808619B2; CN111238618B

Abstract

本发明涉及在使用一组配料的生产过程中用于优化秤称量所述配料所需的时间的方法和设备。更特别地，本发明涉及以下方式：·对于所述一组配料中的每种配料，获得称重公差；·对于所述一组配料中的每种配料，根据称重公差确定秤的可读性参数；·对于所述一组配料中的每种配料，在称量所述配料之前，根据可读性参数配置秤。

Description

生产过程中的节约时间的称重

技术领域

本发明涉及用于优化秤称量在生产过程中使用的配料所需的时间的方法和设备。

本发明尤其旨在提供一种解决方案，以减少一个秤称量不同配料所需的总时间，同时满足生产过程的准确度要求。此外，本发明旨在在某些配料的重量和/或公差超出秤的能力时警告使用者，或者在秤的准确度不足以在给定的重量下满足所需的公差时以其它方式表述。

背景技术

在称重秤中，可读性(也称为刻度间隔)涉及可读取的重量的最低水平，通常以克或磅表示。因此，测量的准确度与秤的可读性有关。已知根据待称量的物体或材料以及对准确度的要求，可以调整秤的可读性。例如，专利文献US 4597458 A公开了一种秤，该秤使得用户能够设置期望的相对称重精度，该秤自动地调整自身。专利文件US 2008/059097 A也教导了根据期望的精度和观察到的重量测量的波动来调整秤的可读性设置。

不同量的配料和/或材料的称重是众多高度自动化和手动工业过程的一部分。因此，缩短称量周期时间是提高产量时要考虑的关键参数。

因此，在这种情况下，还应考虑到可读性直接影响称重秤所需的稳定期的持续时间，进而影响测量时间。可读性越小，测量时间越长。

例如，考虑预制餐的工业生产，生产过程可能需要首先称量10g的藏红花，其公差为0.1g，然后称量10kg的大米，其公差为100g。在这种情况下，在藏红花和米饭的称重之间手动切换秤的可读性是不切实际的，因为这种操作不能节省时间并且容易出错。

因此，迄今为止，最普遍的解决方案是考虑到在生产过程中要执行的所有称重操作，将秤的可读性设置为与最苛刻的要求相对应的值。因此，在前述示例中，将以相同的可读性、例如0.1g来称量藏红花和大米，以匹配对应于藏红花的称重的最苛刻的要求。

例如专利文件US 4685525 A中所描述的隐含着自动切换可读性的已知解决方案在时间优化方面效率低下和/或不考虑生产过程的准确度和安全性要求。更具体地说，基于预设的重量阈值切换可读性不允许考虑与待称量的特定配料有关的实际准确度要求：为了满足产品的准确度要求，将必需使可读性被设置为满足相应预设重量阈值的所有物体或材料的最苛刻的要求，这将产生时间效率低下的解决方案。

发明内容

因此，仍然期望提供一种途径来自动地优化秤称量生产过程中使用的一组配料所需的时间，同时满足所述一组配料中的每种配料的重量测量的准确度方面的要求。

通过独立权利要求1中提出的方法实现了该目的。该方法的细节和进一步发展方面在从属权利要求2至5中限定。权利要求8至13描述了设计为能够执行该方法的一种管理模块和一种系统。权利要求9涵盖了一种软件程序，通过该软件程序可以由计算机系统执行所述方法。权利要求10涵盖了用于存储计算机程序的载体，通过该计算机程序可由计算机系统执行所述方法。

为此，根据第一方面，本发明涉及一种在使用一组配料的生产过程中用于优化秤称量所述配料和/或组分所需的时间的方法。本发明使得能够减少通过一个秤称量生产过程中使用的所述一组配料中的所有配料的总时间。

根据本发明，术语配料是指生产过程的材料输入，例如原材料、物质、组分、物体或前述项的组合。例如，配料可以是一定量的糖、机械件、电子组件、封装、容器中的化学物质等。

术语生产过程通常涉及根据已知的一组操作使用各种配料以制造输出产品的过程。生产过程通常可包括通过机械和/或化学步骤对配料进行转化以产生输出产品。生产过程可以是例如与食品、消耗品、工业机械组件等的生产有关的过程。

通常，生产过程遵循精确的计划，以使用每种配料的已知或可确定的量来详细描述要执行的操作。

例如，生产过程可能需要混合四种配料，其中两种的重量必须在过程中确定。例如，可能有必要收集从较大批次中取出的已知量的第一配料，并检查第二配料的实际重量是否与期望的重量相对应。

根据本发明的方法包括对于所述一组配料中的每种配料获得称重公差的步骤。所述一组配料中的给定配料的称重公差与由秤执行的给定配料的重量测量的允许变化极限有关。通常，称重公差可以以百分比或千克、克或磅的绝对值表示。例如，对于1％的称重公差，称量100g物体时秤的实际测量应介于99g和101g之间。通常，称重公差越小，秤获得稳定测量所需的时间就越长。

根据本发明的方法还包括以下步骤：对于所述一组配料中的每种配料，根据称重公差确定秤的对于所述一组配料中的每种配料的可读性参数。

可读性参数涉及可读取的重量的最低水平，并且通常以克表示。如果秤的容量为1000g，并且可读性参数等于0.1g，则秤可以根据1000/0.1＝10000格来提供重量的读数。通常，称重公差越低，可读性参数就越低。

根据本发明的方法还包括以下步骤：对于所述一组配料中的每种配料，在称量所述配料之前，根据可读性参数配置秤。

因此，根据本发明，可以根据生产过程的要求对秤进行配置，使得对于所述一组配料中的每种配料特定地设置秤的可读性参数。通过获取与待称量的每种配料相关的称重公差，可将可读性参数调整成适应每种配料。

与已知的解决方案不同，不再需要根据考虑到待称量的所有配料的最苛刻的要求来设定可读性参数。例如，如果第一配料和第二配料分别要求将可读性设置为0.1g和10g，则根据本发明，可以在称量第一配料之前将秤的可读性参数配置为0.1g，然后在称量第二配料之前配置为10g。本发明提供了一种预期模式，其中在称量每种配料之前，动态且自动地设置秤的可读性参数。可读性参数不再是固定的设置。

通常，根据本发明的方法将可读性参数切换到新的可读性参数所需的最大时间明显小于1秒。

在没有本发明的贡献的情况下，为了满足生产过程的需要，对于第一配料和第二配料必需将秤的可读性特性参数设置为0.1g，从而导致在称量第二配料时浪费时间。替代地，在没有本发明的贡献的情况下，操作者将需要手动改变可读性参数，这是不切实际的，因为需要花费时间来通过秤用户界面切换可读性参数并且容易出错。

在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：

·对于所述一组配料中的每种配料，获取待测量的配料的期望的重量；

·对于所述一组配料中的每种配料，根据所述期望的重量确定秤的皮重参数；

对于所述一组配料中的每种配料，在称量所述配料之前，附加地根据皮重参数额外配置秤。

称皮重过程通常由操作者手动执行，在该实施例中，本发明允许该过程自动化，因此进一步提高了称量速度。当需要称皮重过程时，例如当使用新容器称量配料时，无需操作者手动配置秤。

在一个实施例中，所述一组配料被排序，以使得在所述一组配料中的定位对应于每种配料被称重的顺序。例如，将待称量的第一配料放在所述一组配料的第一个位置，将待称量的第二配料放在所述一组配料的第二个位置，依此类推。因此，在称量了所述一组配料的一种配料后，秤自动根据与所述一组配料中的下一配料相对应的可读性参数进行配置。

在另一实施例中，在称量所述一组配料中的一种配料之前，识别配料并获得对应的可读性参数。然后，根据识别出的配料的可读性参数自动配置秤。尤其可以使用以下非穷举性列表中所述的方式中的一种或组合来识别配料：光学识别模块(如条形码读取器)或配备有光学识别模块的拍摄装置，射频识别模块(如RFID标签)，机械识别模块等。

例如，可以向操作者显示称重公差、可读性参数、识别标签或与当前称量的配料有关的任何信息。这使得能够向操作者提供关于秤的当前设置的信息，从而提高生产过程的可靠性和操作者的认知度。

根据一个实施例，根据称重公差和安全因数来确定可读性参数。使用安全因数使得能够考虑到不确定性，并满足关键生产过程和/或法规目的的安全要求。

例如，如果待称量的下一配料对应于100g的藏红花，其公差为1％，则可以通过将100g的藏红花与1％的公差相乘，然后将结果除以安全因数、例如2来确定可读性参数。在此示例中，可读性参数将设置为0.5g。

特别地，可以通过以下方式确定可读性参数：

·根据称重公差和安全因数确定优化的可读性参数；

·获得用于秤的可用的可读性值的可读性集合；

·如果优化的可读性参数小于可读性集合中的最高的可用的可读性值，则将可读性参数设置为可读性集合中的低于或等于优化的可读性参数的最高的可用的可读性值；

·如果优化的可读性参数大于或等于可读性集合中的最高的可用的可读性值，则将可读性参数设为该集合中的最高的可用的可读性值。

例如，如果待称量的下一配料对应于100g的藏红花，其公差为3％，则可以通过将100g与3％的公差相乘，然后将结果除以安全因数、例如2来确定优化的特色性参数。在此示例中，优化的可读性参数为1.5g。秤的可用的可读性值的可读性集合包括例如0.5g、1g、2g、5g、10g。在此示例中，可读性集合中的最高的可用的可读性值等于10g，优化的可读性性参数小于可读性集合中的最高的可用的可读性值。可读性参数将被设置为可读性集合中的低于或等于优化的可读性参数的最高的可用的可读性值，该值，也就是说在此示例中为1g。

根据另一个示例，如果待称量的下一配料对应于10kg大米，其公差为1％，则可通过将10000乘以1％的公差，然后将结果除以安全因数、例如2来确定优化的可读性参数。在此示例中，优化的可读性参数为50g。秤的可用的可读性值的可读性集合包括例如0.5g、1g、2g、5g、10g。在此示例中，可读性集合中的最高的可用的可读性值等于10g，优化的可读性性参数大于可读性集合中的最高的可用的可读性值。将可读性参数设置为可读性集合中的低于或等于优化的可读性参数的最高的可用的可读性值，也就是说在此示例中为10g。

在此可通过仅考虑在秤中有效可用的可读性值来使该方法适应秤的特定能力和特征集。特别地，如果优化的可读性参数高于或等于可读性集合中的最高的可用的可读性值，则通过选择集合中的最高的可用的可读性值，来仅确定在秤上可用的值。此外，通过考虑安全因数并还选择可读性集合中的低于或等于优化的可读性参数的最高的可用的可读性值，使得能够提供可靠且安全的方法来选择可读性参数，从而满足生产过程的要求，同时又能改善称量所述一组配料中的所有配料所需的周期时间。

在一个有利实施例中，如果可读性参数小于或等于可读性集合中的最小的可用的可读性值，则产生指示秤的准确度不足以称量所述配料的错误消息。此功能使得能够识别秤的准确度可能不足以执行相应称重任务的情况，并适当地通知操作者和/或耦接的系统。

例如，如果待称量的下一配料对应于100g的藏红花，其公差为1％，则可通过将100g的藏红花与1％的公差相乘，然后将结果除以安全因数、例如2来确定优化的可读性参数。在此示例中，优化的可读性参数为0.5g。如果秤的可用可读性值的可读性集合包括例如0.5g、1g、2g、5g、10g，则可读性参数等于可读性集合中的最小的可用的可读性值。因此，秤的准确度和可靠性可能不足以执行相应的称重任务。

根据第二方面，本发明还涉及在使用一组配料的生产过程中用于优化秤称量所述配料和/或组分所需的时间的管理模块。所述管理模块尤其适于实施根据第一方面的方法。管理模块配置为能够对于所述一组配料中的每种配料：

·获得称重公差；

·根据称重公差确定秤的可读性参数；

·在称量所述配料之前，根据可读性参数配置秤。

管理模块可配置为能够根据称重公差和安全因数来确定可读性参数。管理模块可配置为能够通过以下方式确定可读性参数：

·根据称重公差和安全因数确定优化的可读性参数；

·获得用于秤的可用的可读性值的可读性集合；

管理模块还可配置成如果可读性参数小于或等于可读性集合中的最小的可用的可读性值，则产生指示秤的准确度不足以称量所述配料的错误消息。管理模块可配置为能够对于所述一组配料中的每种配料：

·获得待测量的所述配料的期望的重量；

·根据所述期望的重量确定秤的皮重参数。

管理模块在此布置成能够对于所述一组配料中的每种配料，在称量所述配料之前，附加地根据皮重参数配置秤。

根据第三方面，本发明还涉及一种系统，该系统包括根据第二方面的管理模块和秤。

所述系统可进一步包括终端，所述终端包括适于呈现与生产过程有关的信息的显示器和/或适于尤其使操作者能够输入、查询和/或修改与生产过程有关的信息的用户界面。这使得能够向操作者提供有关秤的当前设置以及当前生产过程的信息，从而提高生产过程的可靠性和操作者的认知度。与生产过程有关的信息可能与生产过程中使用的所述一组配料有关，尤其是每种配料的名称、每种配料的重量、每种配料的称重公差、以及称量所述一组配料应依据的顺序等。

有利地，在由管理模块根据可读性参数和/或皮重参数配置秤之前，可以将秤配置为默认的可读性参数和/或默认的皮重参数。因此，如果在称量配料之前不可用可读性参数和/或皮重参数，则可以使用默认值。这使得能够提高系统的整体可靠性和可用性，从而在不利条件下提供后备位置。

根据第四方面，本发明还涉及一种可以从通信网络下载和/或存储在介质上的计算机程序。该计算机程序包括当所述程序由处理器运行时用于引起实施根据第一方面的方法的指令。

根据第五方面，本发明还涉及信息存储装置，其存储计算机程序，所述计算机程序包括当从所述信息存储装置中读取所存储的信息并由处理器运行时引起实施根据第一方面的方法的指令集。

附图说明

在下文中，将通过示例并参照附图更详细地解释本发明，其中，

图1示出了可用于执行本发明的方法的称重系统；

图2表示根据本发明的方法的流程图；

图3表示根据本发明方法的一个实施例的步骤S300的子步骤的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了可以用于执行本发明的方法的称重系统。所述称重系统包括秤10、管理模块20和终端30。在图1所示的示例性实施例中，秤10、管理模块20和终端30被示为单独的模块。根据向生产环境的集成约束条件、例如称重区域和操作者之间的物理距离，可以考虑不同的布置。特别地，管理模块20和/或终端30可集成在嵌入秤10中的一个设备中。反过来，管理模块20和/或终端30可相对于秤10远程地布置。

秤10包括适于将秤耦接至管理模块20的接口12，以便使得能够接收由管理模块20发送至秤10的配置消息。秤10还包括配置模块14和适于称量配料的称重模块16。配置模块14适于控制秤模块，以调整称重模块16的可配置的特征，例如皮重设置和可读性参数。此外，配置模块适于解读由管理模块20发送至秤10的配置消息，并相应地配置称重模块16的相应的可配置的特征。例如，配置模块14可接收包括描述皮重设置和/或可读性参数的信息的配置消息，并且处理所述消息以调整称重模块16的相应的可配置的特征。配置模块14还可配置为能够使用默认的可读性参数和/或默认的皮重参数，直到从管理模块20接收到包括与将由秤10称量的下一配料有关的用于可读性参数和/或皮重参数的指令的至少一个配置消息。

终端30包括显示器32和用户界面34。显示器32可特别是用于呈现与秤10有关的信息，更特别是呈现称重模块16的可配置的特征、例如皮重设置和称重参数。显示器32可包括一个或多个屏幕。显示器32还可用于呈现与生产过程有关的信息，特别是与在生产过程中使用的一组配料有关的信息，尤其是每种配料的名称、每种配料的重量、对于每种配料的称重公差、称量所述一组配料应依据的顺序等。终端30还包括用户界面34，所述用户界面34适于明显地使操作者能够输入信息和/或导航到可用信息和/或调整可用信息的呈现。可使用用户界面34输入和/或导航到与生产过程有关的信息，特别是与生产过程中使用的所述一组配料有关的信息，尤其是每种配料的名称、每种配料的重量、对于每种配料的称重公差、称量所述一组配料应依据的顺序等。管理模块20可包括(图1中未示出的)通信接口18，该通信接口18适于允许通过通信网络将信息远程传输到的秤10和/或管理模块20。

管理模块20包括处理模块22、例如设有至少一个中央处理单元和随机存取存储器的模块。管理模块20可进一步包括存储装置16、例如硬盘驱动器和/或固态存储器，以用于存储数据并使得处理模块22能够读取和/或写入所述数据。管理模块20可包括(图1中未示出的)通信接口18，所述通信接口18适于允许通过通信网络将信息远程传输到秤10和/或终端30。

下文中关于图2和图3所描述的方法的任何步骤和所有步骤可通过由可编程计算机器——例如PC(个人计算机)、DSP(数字信号处理器)或微控制器等——执行一组指令或程序而以软件实现；或者通过机器或专用组件——例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)——以硬件实现。

图3以流程图的形式描绘了本发明的方法。管理模块20适于实施根据本发明的方法的步骤。

在步骤S100中，对于所述一组配料中的每种配料，获得称重公差。管理模块20可从本地存储器或从终端30获得对于相应配料的称重公差。对于所述一组配料中的所有配料的称重公差是根据生产过程来限定的已知信息。

在步骤S200中，对于所述一组配料中的每种配料，根据在步骤S100中获得的称重公差确定秤的可读性参数。在步骤S200中，可根据称重公差和安全因数来确定可读性参数。

在一个实施例中，如图3所示，可读性参数由以下方式确定：

·在子步骤S210中，根据称重公差和安全因数确定优化的可读性参数；

·在子步骤S220中，获得用于秤的可用的可读性值的可读性集合；

·在子步骤S230中，

在该实施例中，在可选的子步骤S240中，如果可读性参数小于或等于可读性集合中的可用的最小可读性值，则生成错误消息，从而指示秤的准确度不足以称量所述配料。可将错误消息发送到终端30以呈现给操作者，和/或发送到其它耦接系统(图中未示出)。

在该实施例中，所述方法可进一步包括以下可选的子步骤。在可选的子步骤S250中，对于所述一组配料中的每种配料，获得期望的重量。管理模块20可从本地存储器或从终端30获得相应配料的期望的重量。所述一组配料中的每种配料的期望的重量是根据生产过程来限定的已知信息。在可选的子步骤S260中，对于所述一组配料中的每种配料，根据在子步骤S250中获得的所述期望的重量来确定秤的皮重参数。

在步骤S300中，在称量相应的配料之前，根据相应的可读性参数并且可选地根据在可选的子步骤S260中确定的皮重参数，配置秤。管理模块20可特别地向配置模块14发送包含将秤10的可读性参数设定为在步骤S200期间确定的可读性参数的指令的消息。管理模块20还可向配置模块14发送包含将秤10的皮重设置设定为在可选的子步骤S260期间确定的皮重参数的指令的消息。

应当注意，步骤S100、步骤S200和步骤S300以及它们的相应的可选子步骤均在相应的配料的实际称量操作开始之前执行。

附图标记列表

10 秤

12 接口

14 配置模块

16 称重模块

20 管理模块

22 处理模块

30 终端

32 显示器

34 用户界面

Claims

1.一种在使用一组配料的生产过程中用于优化秤(10)称量所述配料所需的时间的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

·对于所述一组配料中的每种配料，

o(S100)获得称重公差；

o(S200)根据称重公差确定秤的可读性参数；

o(S300)在称量所述配料之前，根据可读性参数配置秤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据称重公差和安全因数确定可读性参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，可读性参数由以下方式确定：

·(S210)根据称重公差和安全因数确定优化的可读性参数；

·(S220)获得用于秤的可用的可读性值的可读性集合；

·(S230)如果优化的可读性参数小于可读性集合中的最高的可用的可读性值，则将可读性参数设置为可读性集合中的低于或等于优化的可读性参数的最高的可用的可读性值；

·(S230)如果优化的可读性参数大于或等于可读性集合中的最高的可用的可读性值，则将可读性参数设置为所述集合中的最高的可用的可读性值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，如果可读性参数小于或等于可读性集合中的最小的可用的可读性值，则产生指示秤的准确度不足以称量所述配料的错误消息(S240)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

·(S250)对于所述一组配料中的每种配料，获得待测量的所述配料的期望的重量；

·(S260)对于所述一组配料中的每种配料，根据所述期望的重量确定秤的皮重参数；

其中，对于所述一组配料中的每种配料，在称量所述配料之前，附加地根据皮重参数配置秤(S300)。

6.一种在使用一组配料的生产过程中用于优化秤(10)称量所述配料和/或组分所需的时间的管理模块(20)，其特征在于，所述管理模块配置成能够对于所述一组配料中的每种配料：

·获得称重公差；

·根据称重公差确定秤的可读性参数；

·在称量所述配料之前，根据可读性参数配置秤。

7.根据权利要求6所述的管理模块，其中，所述管理模块配置为能够根据称重公差和安全因数来确定可读性参数。

8.根据权利要求7所述的管理模块，其中，所述管理模块配置为能够通过以下方式确定可读性参数：

·根据称重公差和安全因数确定优化的可读性参数；

·获得用于秤的可用的可读性值的可读性集合；

·如果优化的可读性参数大于或等于可读性集合中的最高的可用的可读性值，则将可读性参数设置为所述集合中的最高的可用的可读性值。

9.根据权利要求8所述的管理模块，其中，如果可读性参数小于或等于可读性集合中的最小的可用的可读性值，则产生指示秤的准确度不足以称量所述配料的错误消息。

10.根据权利要求9所述的管理模块，其中，所述管理模块被配置为能够对于所述一组配料中的每种配料：

·获得待测量的所述配料的期望的重量；

·根据所述期望的重量确定秤的皮重参数；

其中，管理模块布置成对于所述一组配料中的每种配料，在称量所述配料之前，附加地根据皮重参数配置秤。

11.一种包括根据权利要求6-10中任一项所述的管理模块和秤(10)的系统。

12.根据权利要求11所述的系统，所述系统还包括终端(30)，所述终端(30)包括适于呈现与生产过程有关的信息的显示器(32)和/或适于尤其使操作者能够输入、查询和/或修改与生产过程有关的信息的用户界面(34)。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，在由管理模块(20)根据可读性参数配置秤(10)之前，将秤(10)配置为默认的可读性参数。

14.一种计算机程序，其包括在所述程序由处理器运行时用于引起实施根据权利要求1-5中任一项所述的方法的指令。

15.一种用于存储计算机程序的载体，所述计算机程序包括一组指令，当从载体中读取所存储的信息并由处理器运行时，所述指令引起实施根据权利要求1-5中任一项所述的方法。