CN116198810A - 容器处理设备的预测性维护 - Google Patents

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CN116198810A CN202211524562.7A CN202211524562A CN116198810A CN 116198810 A CN116198810 A CN 116198810A CN 202211524562 A CN202211524562 A CN 202211524562A CN 116198810 A CN116198810 A CN 116198810A
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Abstract

一种用于对容器处理设备(1)、优选为饮料灌装设备进行预测性维护的装置(400)、系统和方法，所述装置(400)设置成：接收由所述容器处理设备(1)执行的对一个或多个容器(100)的至少一个处理操作的过程数据；基于所述过程数据将所述处理操作分配给多个质量等级中的至少一个；以及从对所述质量等级的分析中推导出所述容器处理设备(1)的一个或多个部件的磨损状态。

Description

容器处理设备的预测性维护
技术领域
本发明涉及一种用于对容器处理设备，优选为饮料灌装设备进行预测性维护的装置、系统和方法。
背景技术
在包括用于对容器进行灌装、制造、封盖、贴标签等的设备和过程的饮料灌装工业中，正在越来越多地使用复杂的控制器，这些控制器自动或半自动进行对工业设备的调节。因此，EP 3 495 911A1和WO 2019/048051A1描述了用于自动适配灌装设备的过程参数的方法。EP 3 187 948B1描述了一种用于在容器处理设备中管理产品质量的系统和方法。
为此目的，传感器数据和其他过程数据在设备操作期间被记录并在必要时被实时处理，以进行设备的控制/调节。例如，填充装置的填充阀控制器(“Filling ValveControl”)记录每个填充操作的一个数据集。
这些过程数据不仅可用于控制/调节，还可用于现场的故障排除，这需要高水平的人工分析工作。在此方面的缺点是设备的操作者、例如灌装设备的客户，需要具有关于所用设备的技术细节的专业知识。操作者必须能够对任何故障做出反应。这种反应性维护导致设备的计划外停机。在系统性预防性维护的范围内，可发生的是，更换无故障或仍然可用的部件，这导致资源费用和不必要成本的提高。
发明内容
本发明的目的是改进容器处理设备、优选为饮料灌装设备的维护，尤其是实现或支持预测性维护。
该目的通过一种具有权利要求1的特征的装置、一种具有权利要求8的特征的系统和一种具有独立方法权利要求的特征的方法来实现的。有利的改进方案从从属权利要求、本发明的以下描述和优选实施例的描述中得出。
本发明涉及容器处理设备的预测性维护，该容器处理设备例如包括用于填充容器和/或封盖已填充容器和/或制造容器(尤其是对容器进行吹塑成型)的设备。特别优选地，本发明在用于灌装饮料、例如水(蒸馏水或碳酸水)、软饮料、果汁、冰沙、啤酒、葡萄酒、奶制品、混合饮料等的设备中得到应用。
用于进行预测性维护的装置(在本文中也称为“维护支持装置”)设置成：接收由容器处理设备执行的对一个或多个容器的至少一个处理操作的过程数据；基于过程数据将处理操作分配给多个质量等级中的至少一个；以及从对质量等级的分析中推导出容器处理设备的一个或多个部件的磨损状态。
为此目的，维护支持装置与容器处理设备的设备控制器和/或一个或多个处理站的从属控制器(例如与填充控制器)进行通信。在那里已记录的过程参数或过程数据，包括传感器数据，可以容易地提供给维护支持装置用于进一步处理。
该电子计算装置可以作为基于互联网和/或基于云的应用程序的一个组成部分集中或分散地实施，或以其他方式实施，并且必要时可以访问数据库。与容器处理设备的通信可以以无线或有线、数字或模拟的方式进行。
维护支持装置通过对处理操作进行分类并从中推导出容器处理设备的部件的磨损状态来支持容器处理设备的预测性、灵活和个性化维护。在此，质量等级限定了对处理质量的测量。质量等级可以被预先指定或在数据库构建期间手动或自动被创建。换句话说，过程数据和利用过程数据实现的处理质量彼此相关，优选地通过多个处理操作彼此相关。如此积累的“知识”可以用于预测磨损状态并用于推导出动作建议。
由此简化了备件采购，例如通过与现有客户帐户的链接和/或自动结算、优选地使用所谓的“智能合约”和加密货币来集成到电子商店。
对所记录的处理过程的描述分类可以随时扩展包括新数据。通过维护支持装置进行的分析中的故障类别越多，分类就可以执行得越细，并且用于确定磨损状态并且用于对缺陷、故障时间等的任何预测的建模就可以进行得越精确。
优选地，质量等级中的一个表征良好的处理过程，而质量等级中的另一个表征不良的处理过程。可以设置进一步的质量等级，或者分类在最简单的情况下仅在良好的处理操作和不良(错误、不充分等)的处理操作之间进行区分(＝二元分类)。因此，维护支持装置创建了一个分类数据库，接着可以在该分类数据库的基础上推导出对未来处理操作的动作建议。例如，可以推导出用于填充器转盘的每个单独填充构件的磨损状态的测量并将其报告回给容器处理设备、操作员、容器处理设备的制造商、维护中心、备件仓库等。
优选地，维护支持装置还设置成对于来自不良处理情况的质量等级的至少一个处理操作进行对先前处理处理的分析，并且从所述先前处理处理操作过程数据中推导出表征极限值处理操作的另一个质量等级。如果将来检测到这样的边界情况，可以甚至在故障发生之前对容器处理装置执行预测性测量。
优选地，维护支持装置设置成接收来自一个或多个另外的容器处理设备的处理操作的过程数据，并且基于合适的过程数据将另外的容器处理设备的处理操作分配给质量等级和/或由此创建质量等级。另外的容器处理设备可以以与本容器处理设备相当的方式设计，或与之不同，但至少在某些情况下以技术上可比的方式设计。超出单个容器处理设备的本地信息的过程数据可以通过另外的容器处理设备来确定和评估。通过使用多个容器处理设备的信息，可以改进容器处理设备的预测性维护，因为每个单独的设备都从来自其他可比较的设备的信息中受益。
优选地，维护支持装置设置成将容器处理设备的一个或多个部件的已确定的磨损状态或由此推导出的动作建议报告回给一个装置、优选为容器处理设备。这样，可以甚至在故障发生之前对容器处理设备执行手动或自动预测性测量。
优选地，维护支持装置包括互联网/云应用程序和/或数据处理，其中，数据处理优选地提供集中式或分散式数据库和/或服务器和/或人工智能应用程序。通过集成互联网/云应用程序，与预测性维护相关的过程可以实现为数字服务。
优选地，处理操作是容器处理设备的填充装置将填充产品填充到一个或多个容器中的填充操作，其中，由维护支持装置接收到的过程数据在这种情况下优选地包括以下过程参数中的一个或多个的数据：灌装压力、加压时间、加压压力、抽空压力、填充速度、填充曲线、减压时间。预测性维护对于技术复杂的填充设备特别有用，以便可以将设备的停机时间保持尽可能短。
上述目的还通过一种系统实现，该系统包括根据前述变型实施例中任一项所述的维护支持装置和与该维护支持装置进行通信的容器处理设备。
已针对维护支持装置所描述的技术效果、优点和实施方式类似地适用于该系统。
优选地，容器处理设备是具有用于用填充产品填充容器的装置的饮料灌装设备。用于填充容器的装置优选具有填充器控制器，该填充器控制器设置成控制用于填充容器的装置的填充操作，填充器控制器直接或通过设备控制器(即上级控制器)与维护支持装置进行通信，并且设置成将填充操作的过程数据发送到维护支持装置。
优选地，用于填充容器的装置包括填充器转盘和安装在该填充器转盘的外圆周上的多个填充构件，该多个填充构件设置成将填充产品导入到相应的容器中，维护支持装置设置成推导出填充构件中的一个或多个的磨损状态。因此，用于进行预测性维护的示例性数据处理可以包括：将所有填充构件的一轮或多轮灌装数据传输到维护支持装置的互联网/云应用程序；通过数据处理对填充操作的时间序列进行分类，例如使用统计方法、神经网络等。
上述目的还通过一种用于对容器处理设备、优选为饮料灌装设备进行预测性维护的方法来实现，该方法包括：接收由容器处理设备执行的对一个或多个容器的至少一个处理操作的过程数据；基于过程数据将处理操作分配给多个质量等级中的至少一个；以及从对质量等级的分析中推导出容器处理设备的一个或多个部件的磨损状态。
已针对维护支持装置和系统所描述的技术效果、优点和实施方式类似地适用于该方法。
因此，由于上面提到的原因，优选地，质量等级中的一个表征良好的处理过程，而质量等级中的另一个表征不良的处理过程。
优选地，由于上面提到的原因，还对于来自不良处理情况的质量等级的至少一个处理操作进行对先前处理操作的分析，从所述先前处理操作的过程数据中推导出表征极限值处理操作的另一个质量等级。
优选地，由于上面提到的原因，接收来自一个或多个另外的容器处理设备的处理操作的过程数据，基于合适的过程数据将另外的容器处理设备的处理操作分配给质量等级和/或由此创建质量等级。
优选地，由于上面提到的原因，处理操作是用于将填充产品填充到至少一个容器中的填充操作，接收到的过程数据优选地包括以下过程参数中的一个或多个的数据：灌装压力、加压时间、加压压力、抽空压力、填充速度、填充曲线、减压时间。
本发明的其他优点和特征可以从以下对优选实施例的描述中清楚地看出。其中描述的特征可以单独实现或与上述特征中的一个或多个组合实现，只要这些特征不相互矛盾。在这里，参照附图对优选实施例进行以下描述。
附图说明
通过下面的附图描述来更详细地说明本发明的优选实施方式。在附图中：
图1示出了根据实施例的饮料灌装设备的示意图，该饮料灌装设备包括用于用填充产品填充容器的装置；
图2示出了根据实施例的用于用填充产品填充容器的装置的示意图；以及
图3示出了用于对容器处理设备进行预测性维护的装置的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图描述优选实施例。在这里，不同图中的相同、相似或具有相同效果的元件附有相同的附图标记，并且在某些情况下省略了这些元件的重复描述，以避免冗余。
图1示出了容器处理设备1，该容器处理设备1包括多个容器处理站。容器处理设备1在本实施例中是饮料灌装设备，因为容器处理站中的至少一个是用于用填充产品、尤其是饮料填充容器(图1中未示出)的装置20。
根据本实施例，容器处理设备1包括以下容器处理站：用于制造容器的装置10，在本文中也称为“容器制造装置”；用于用填充产品填充容器的装置20，在本文中也称为“填充装置”；用于给每一个容器盖上一个容器盖、例如冠状软木塞或螺旋盖封盖封盖的装置30，在本文中也称为“封盖装置”；用于给容器贴标签的装置40，在本文中也称为“贴标签机”；用于临时缓冲已填充且已贴标签的容器以及用于平衡设备各部分之间任何不同的处理/运输速度的缓冲器50；用于包装容器的包装装置60；用于层建立的机器人70；以及码垛机80，该码垛机80将已包装的容器组合到装载载体上。
因此，容器处理设备1包括一个或多个容器处理站，这些容器处理站例如从容器的制造到容器的填充、封盖、贴标签直到包装依次执行。为此目的，容器或其预成型件(也称为容器在吹塑成型或拉伸吹塑成型之前的型坯)沿输送路径被运输。运输借助在图1中部分示意性示出的运输星形件、运输带等进行。为了清楚起见，预成型件、容器、容器封盖件以及为此设置的保持器/夹具未在图1中示出。诸如运输星形件或运输带之类的运输装置只能用于输送或配备有与处理站相对应的处理构件。
图1所示的容器处理设备1的容器处理站仅是示例。因此，容器处理设备1可以配备有另外的或替代的容器处理站，例如清洁装置、用于确保质量、例如用于测试是否异物颗粒已进入已灌装容器中的测试装置等。当容器已经以待填充的最终形式交付时，诸如容器制造装置10、缓冲器50、包装装置60和/或其他之类的站也可以省去。
容器制造装置10具有用于制备和预热由塑料、优选为PET制成的预成型件的装置11。如此制备的预成型件被转移到吹塑装置12，在该吹塑装置12中，已加热的预成型件通过吹塑或拉伸吹塑而膨胀以产生待填充容器。为此目的，预成型件在空腔轮廓对应于预期的容器外形的吹塑模具中被施加加压气体并且在拉伸吹塑时还用拉伸杆/拉长杆膨胀，以使预成型件成为期望的容器形状。容器制造装置10可以包括未详细示出的用于容器的清洁、灭菌和/或涂覆的装置。
如此制造的容器被转移到填充装置20。在图1和图2的实施例中，填充装置20基于旋转器结构方式。为此目的，填充装置20包括填充器转盘21，在该填充器转盘21的外圆周上设置有多个填充构件(图1中未示出)，这些填充构件设置用于将填充产品导入到容器中。填充装置20可以包括混合器20a，该混合器20a设置成例如通过将糖浆混入到饮用水流中来制造由多个组分构成的填充产品。
在填充之后，容器被转移到封盖装置30，该封盖装置30也可以采用旋转器结构方式来实施。为此，封盖装置30包括封盖器转盘31，在该封盖器转盘31的外圆周上设置有多个封盖构件(图1中未示出)，这些封盖构件设置用于给每一个已填充容器盖上一个容器盖。
将已填充容器从填充装置20转移到封盖装置30可以直接从填充器转盘21到封盖器转盘31或借助一个或多个传送星形件进行。替代地，可以集成填充装置20和封盖装置30以形成填充器/封盖器，其中填充和封盖的加工过程在同一个处理转盘的不同处理角度进行。
图2示意性示出了用于用填充产品填充容器100的示例性装置20。
在图2所示的实施例中，填充装置20包括填充阀23，该填充阀23通过阀口部23a将填充产品导入到容器100中。可能的填充产品优选是饮料，例如水(蒸馏水或碳酸水)、软饮料、果汁、冰沙、啤酒、葡萄酒、奶制品、混合饮料等。
在填充过程期间，容器100的口部110优选地与填充阀23压力密封地接触，由此填充过程可以作为反压法或负压法来执行。不过，填充阀2也可以构成为自由喷射阀，从而填充产品在跨越自由喷射区域之后被填入到容器100的口部110中。此外，容器100的填充过程以及必要时后续封盖可以在压力密封和真空密封的处理室(图中未示出)中进行，这使得能够提供具有限定压力的限定气氛，例如以便抵消填充产品在容器100上的任何起泡倾向或以便将容器100封盖在限定气体气氛中和/或真空或超压下。
待填充容器100在填充期间通过容器保持器24保持在填充阀23之上或之下。容器保持器24优选地具有用于将待填充容器100保持在颈部区域中、例如在容器100此处未示出的颈环下方的保持夹具24a。这里也提到容器100的所谓的“颈部处理(neck handling)”。“颈部处理”尤其是在填充以PET瓶形式的塑料容器的情况下得到应用。在图中未示出的一个替代方案中，待填充容器100也可以例如通过引导盘保持或支撑在其底部区域中，待填充容器100竖立在该引导盘上。这里也提到容器100的所谓的“基部处理(base handling)”。“基部处理”尤其在填充玻璃瓶的情况下得到应用。在图中也未示出的一个替代方案中，待填充容器100也可以在容器腹部或瓶腹部的区域中或以其他合适的方式保持和/或支撑和运输。
填充阀23特别优选地构成为比例阀23b或包括这种比例阀23b，该比例阀23b前置于阀口部23a，即布置在阀口部23a的上游。可选地，可以在阀口部23a的区域中设置止回阀，该止回阀根据需要打开/关闭阀口部23a。比例阀23b设置成改变填充产品的体积流量，从而调节每单位时间导入到容器100中的填充产品的量。目的是确保沿限定的填充曲线进行高效、精确和产品友好的填充，该填充曲线通常是填充速度或体积流量的依赖于时间的函数。
比例阀23b可以例如如此构造，使得由填充产品流过的环形间隙在其尺寸方面可变。比例阀23b的切换位置，即例如当前选择的环形间隙的尺寸，是已知的并且可以例如通过使用用于驱动比例阀23b的步进电机来可重复地调节。
比例阀23b可以用来规定填充曲线的一个或多个特性，例如，当达到所需填充水平时的填充结束或者整个填充曲线。
填充产品在实际填充到待填充容器100中之前暂时储存在填充产品储存器25中，其中，填充产品储存器25在此以旋转器填充器的中央罐的形式示出。在一个替代实施方式中，填充产品储存器25也可以构成为环形罐、环形管线或分配器供应装置的形式。
填充产品被填入到填充产品储存器25中直到特定的填充高度，并且填充产品可以从那里通过填充产品管线26流到填充阀23并且从那里被导入到待填充容器100中，该填充产品管线26在此例示地具有第一管线部段26a、第二管线部段26b、第三管线部段26c以及第四管线部段26d。
除了用于控制或调节填充产品流量的比例阀23b之外，还设置有流量计27，该流量计27设置用于检测流经填充产品管线26的填充产品的流体量或体积流量。流量计27也可以在必要时用于例如通过对所确定的体积流量进行积分或求和来确定引入到容器100中的填充产品的量。这样，可以在容器100中达到期望的填充产品水平之后通过关闭比例阀23b和/或通过关闭此处未示出的止回阀来结束填充操作。作为流量计27的替代方案，也可以使用其他传感器，例如称重单元和/或短路探头。替代地，当使用定时填充过程时，可以省去传感器，该定时填充过程例如基于计算模型以确定体积流量。
填充阀23，包括比例阀23b、流量计27和填充产品管线26的部段，例如管线部段26b、26c和26d，可以形成虚拟和/或物理单元或部件，该单元或部件在此称为填充构件22。
图2所示的填充装置20仅示出了一个填充构件22，该填充构件22与填充产品储存器25流体连接。然而，填充装置20优选地具有多个填充构件22，这些填充构件22例如围绕共同的填充产品储存器25布置在填充器转盘21的外圆周上(参见图1)，以便以这种方式形成采用旋转器结构方式的填充器。填充器转盘21围绕示意性示出的旋转轴线R旋转，以便在旋转期间填充容器100并且同时沿圆形轨迹运输容器100。在填充器转盘21的圆周上可以例如布置多于20或50个填充构件22，从而可以对供应给旋转器填充器的待填充容器100流执行有效填充。
填充装置20可以具有作为填充构件22的组成部分或在填充构件22的外部的一个或多个过滤器28，优选地布置在填充产品管线26的第一部段26a和第二部段26b之间。过滤器28设置成在灌装之前对填充产品进行清洁，例如从填充产品中过滤掉颗粒、病毒、细菌、病菌、真菌等。
填充产品储存器25中的填充产品的当前填充高度可以例如借助填充高度探头(图中未示出)来测量。
填充装置20还具有填充器控制器29，该填充器控制器29设置用于与填充构件22进行通信。尤其地，填充器控制器29与比例阀23b、填充高度探头以及流量计27进行通信，以便使用由流量计27确定的体积流量值来规定比例阀23b的当前切换位置。此外，对填充产品储存器25中的填充高度的评估可以借助填充器控制器29进行。填充高度探头和流量计27是用于监测填充过程的示例性传感器。
回到图1，其他容器处理站也可以配备有适当的控制装置；作为示例示出了容器制造控制器19和封盖器控制器39。单独的控制装置19、29、39可以是基于互联网和/或基于云的应用程序的集中式或分散式组成部分或以其他方式实现，并且在必要时可以访问数据库。控制装置19、29、39之间和/或与上级设备控制器9和/或与要致动的部件、要读取的传感器等的通信可以通过无线或有线、数字或模拟的方式进行。此外，控制装置9、19、29、39不必由单独的装置实现，而是可以部分或完全集成。
设备控制器9可以实现为LMS(Line-Management-System，生产线管理系统)，该LMS例如通过与下级的、站专用的控制装置19、29、39的通信来监测和/或控制容器处理设备1的各种站。
填充器控制器29(必要时与设备控制器9协作)设置成如此致动填充装置20的填充构件22，使得填充产品以期望的量和期望的速度被导入到容器100中。为此目的，可以在填充器控制器29或设备控制器9中存储一个或多个过程参数组，该一个或多个过程参数组预先确定填充装置20的过程行为，例如压力、减压时间等。这些参数组通常是预设的并且可以例如分配给不同的待灌装填充产品类型。
在最简单的情况下，填充产品以恒定流速或恒定体积流量被导入到容器100中。然而，填充期间的流速或体积流量可以具有更详细的函数依赖性，例如作为时间、填充压力和/或其他变量的函数。
填充曲线的具体形式会依赖于待灌装填充产品、容器形式(尺寸、几何形状、材料等)、填充器性能和其他变量。容器处理设备1的启动、类型改变、容器形式改变等例如这样进行，即，操作员在HMI模块9a(“Human-Maschine-Interface-Module(人机界面模块)”)的菜单中选择先前创建的配置，参见图1。HMI模块9a可以是设备控制器9的一部分或可以与设备控制器9进行通信。替代地或附加地，HMI模块9a也可以与下级控制装置19、29、39中的一个或多个进行通信。HMI模块9a可以是移动通信装置，例如平板电脑或智能手机。
所选出的配置用于将过程参数(灌装压力、加压时间、填充曲线等)作为数据集存储在设备控制器9和/或控制装置10、29、39中，该设备控制器9和/或控制装置10、29、39用于致动容器处理设备1。此外，设备控制器9和/或控制装置10、29、39记录在容器处理设备1的操作期间获得的、例如由适当的传感器确定的过程数据。
图3示意性示出了用于对容器处理设备1、例如图1的饮料灌装设备进行预测性维护的装置400(在本文中也称为“维护支持装置”)。
维护支持装置400与容器处理设备1、尤其是控制器9、19、29、39中的一个或多个进行通信。此外，维护支持装置400可以与另外的容器处理设备1a、1b、1c或其控制器进行通信，以便接收和处理来自容器处理设备1、1a、1b、1c的过程数据。另外的容器处理设备1a、1b、1c可以以与上面介绍的示例性实施例相当的方式设计，或与之不同，但至少在某些情况下以技术上可比的方式设计。
换句话说，维护支持装置400可以用于将来自一个或多个、优选数百个容器处理设备1、1a、1b、1c的过程数据进行收集，处理这些数据并且将它们提供给设备、尤其是要进行维护评估的本容器处理设备1。通过使用多个容器处理设备1、1a、1b、1c的信息，可以改进容器处理设备1、1a、1b、1c的预测性维护，因为每个单独的设备都从其他可比较的设备的信息中受益。
维护支持装置400优选地包括互联网/云应用程序410，该互联网/云应用程序410简化了来自容器处理设备1、1a、1b、1c的信息的获取和分发的过程，并以其标准化的方式进行，并且通过使用现有的基础设施和信息协议进行。
此外，维护支持装置400可以包括以计算中心或分散式计算结构形式的数据处理420或与该数据处理420进行通信。
数据处理420可以提供集中式数据库、服务器、人工智能应用程序等。除了可自动查询的数据之外，还可以根据需要另外地将数据、例如来自实验室测试的数据手动输入到数据处理420的数据库中。
可以在容器处理设备1、1a、1b、1c中的一个或多个中测量并由维护支持装置400获得的过程数据包括例如以下过程参数中的一个或多个的数据：灌装压力、加压时间、加压压力、抽空压力、填充速度、填充曲线、减压时间，各自均可针对填充构件22单独检测；罐压力；依赖于各种设备部件以及依赖于处理介质(清洁剂、灭菌剂、冲洗剂)的处理时间(清洁时间、灭菌时间、冲洗时间)；温度；温度-时间曲线；电导率；流量；关于沉积物或残留物的信息。
维护支持装置400允许以这种方式组合和处理来自不同传感器类型、传感器位置等的信息，即使要考虑的本容器处理设备1没有配备有关的传感器。因此，本容器处理设备1可以从具有传感器的其他设备受益并且从其传感器数据中学习。换句话说，不同的容器处理设备1、1a、1b、1c的测量技术被协同组合，由此单独的容器处理设备1、1a、1b、1c可能需要较少的传感器，因此机械工程工作量总体下降。
此外，可以通过这种组合来优化传感器的特性，例如传感器位置或传感器设置。例如，可以将两个或更多个可比较的容器处理设备1、1a、1b、1c上的传感器的不同位置相互比较，以便找到最佳位置和/或设置。
用于对容器处理设备1进行预测性维护的示例性数据处理可以包括：将所有填充构件22的一轮或多轮灌装数据传输到维护支持装置400的互联网/云应用程序410；通过数据处理420对填充操作的时间序列进行分类，例如借助统计方法、神经网络等。
在最简单的情况下，分类在良好的填充操作和不良的填充操作之间进行区分(＝二元分类)。因此，维护支持过程包括创建分类数据库，即记录一个或多个填充操作，并且将每个填充操作分配给一个类别，例如良好的填充操作/不良的填充操作。因此，在目前二元分类的简单情况下，填充操作可以通过评估相关的过程参数被分类为“良好容器”和“不良容器”类别。根据类别的数量，也可以在多个填充构件状态之间进行区分。
通过将填充操作分配给特定的故障类别，然后可以得出行动建议。例如，可以推导出用于每个单独的填充构件22的磨损状态的量度并将其报告回给容器处理设备1、操作者、容器处理设备1的制造商、维护中心、备件仓库等。
在前述的维护支持过程的一个改进方案中，对不良的填充操作的记录时间序列的分析可以包括回顾故障状态发生之前的时间。由此，可以推导出另一类“边界情况”。如果随后检测到这样的边界情况，则可以甚至在发生故障之前对相关的填充构件22执行预测性测量。基于上述术语，该扩展阶段包含以下类别：“良好容器”、“不良容器”、“边界情况”。
在一个改进方案中，可以对更多的故障类别进行分析，并扩大数据库以包括这些故障类别。例如，可以从中推导出备件建议并将其发送回给容器处理设备1、操作者、容器处理设备1的制造商、维护中心、备件仓库等。基于上述术语，该扩展阶段包含以下类别：“良好容器”、“不良容器，部件A有缺陷”、“不良容器，部件B有缺陷”、“边界情况，部件A运转/有缺陷”、“边界情况，部件B运转/有缺陷”等。
以上描述的维护支持过程与填充过程有关，但可以类似地转移到容器处理设备1、1a、1b、1c的其他容器处理站的过程中，例如对容器100的吹塑成型和封盖。
用于进行预测性维护的装置400允许对容器处理设备1、1a、1b、1c、尤其是填充构件22(如果存在的话)进行预测性、灵活且单独的维护。由此简化了备件采购，例如通过与现有客户帐户的链接和/或自动处理、优选地使用所谓的“智能合约”和加密货币来集成到电子商店。
所记录的处理过程的描述分类可以随时用新数据扩展。通过用于进行预测性维护的装置400进行的分析中的故障类别越多，分类就可以执行得越细，并且用于确定磨损状态并且用于对缺陷、故障时间等的可能预测的建模就可以进行得越精确。
通过将互联网/云应用程序410集成到用于进行预测性维护的装置400中，与预测性维护相关联的过程可以实现为数字服务。
在适用的情况下，可以在不脱离本发明的范围的情况下将实施例中示出的所有单独特征相互组合和/或交换。
附图标记说明：
1容器处理设备
1a容器处理设备
1b容器处理设备
1c容器处理设备
9设备控制器
9a HMI模块
10用于制造容器的装置
11用于制备和预热预成型件的装置
12 吹塑装置
19 容器制造控制器
20用于用填充产品填充容器的装置
20a 混合器
21 填充器转盘
22 填充构件
23 填充阀
23a 阀口部
23b 比例阀
24 容器保持器
24a 保持夹具
25 填充产品储存器
26 填充产品管线
26a填充产品管线的第一部段
26b填充产品管线的第二部段
26c填充产品管线的第三部段
26d填充产品管线的第四部段
27 流量计
28 过滤器
29 填充器控制器
30 用于封盖容器的装置
31 封盖器转盘
39 封盖器控制器
40用于给容器贴标签的装置
50 缓冲器
60 包装装置
70 机器人
80 码垛机
100 容器
110 容器口部
400用于进行预测性维护的装置
410互联网/云应用程序
420数据处理
R旋转轴线

Claims (15)

1.一种用于对容器处理设备(1)、优选为饮料灌装设备进行预测性维护的装置(400)，其中，所述装置(400)设置成：
-接收由所述容器处理设备(1)执行的对一个或多个容器(100)的至少一个处理操作的过程数据；
-基于所述过程数据将所述处理操作分配给多个质量等级中的至少一个；以及
-从对所述质量等级的分析中推导出所述容器处理设备(1)的一个或多个部件的磨损状态。
2.根据权利要求1所述的装置(400)，其特征在于，所述质量等级中的一个表征良好的处理操作，并且所述质量等级中的另一个表征不良的处理操作。
3.根据权利要求2所述的装置(400)，其特征在于，所述装置(400)还设置成对于来自不良处理情况的质量等级的至少一个处理操作进行对先前处理操作的分析，并且从所述先前处理操作的过程数据中推导出表征极限值处理操作的另一个质量等级。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(400)，其特征在于，所述装置(400)设置成接收来自一个或多个另外的容器处理设备(1a，1b，1c)的处理操作的过程数据，并且基于所述合适的过程数据将所述另外的容器处理设备(1a，1b，1c)的处理操作分配给所述质量等级和/或由此创建质量等级。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(400)，其特征在于，所述装置(400)设置成将所述容器处理设备(1)的一个或多个部件的已确定的磨损状态或由此推导出的动作建议报告回给一个装置、优选为容器处理设备(1)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(400)，其特征在于，所述装置(400)包括互联网/云应用程序(410)和/或数据处理(420)，所述数据处理(420)优选地提供集中式或分散式数据库和/或服务器和/或人工智能应用程序。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(400)，其特征在于，所述处理操作是用于将填充产品填充到至少一个容器(100)中的填充操作，由所述装置(400)接收到的所述过程数据优选地包括以下过程参数中的一个或多个的数据：灌装压力、加压时间、加压压力、抽空压力、填充速度、填充曲线、减压时间。
8.一种系统，其具有根据前述权利要求中任一项所述的装置(400)和与所述装置(400)进行通信的容器处理设备(1)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述容器处理设备(1)是具有用于用填充产品填充容器(100)的装置(20)的饮料灌装设备，其中，
用于填充容器(100)的所述装置(20)具有填充器控制器(29)，所述填充器控制器(29)设置成控制用于填充容器(100)的所述装置(20)的填充操作；以及
所述填充器控制器(29)直接或通过设备控制器(9)与用于进行预测性维护的所述装置(400)进行通信，并且设置成将填充操作的过程数据发送到用于进行预测性维护的所述装置(400)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，用于填充容器(100)的所述装置(20)具有填充器转盘(21)和安装在所述填充器转盘(21)的外圆周上的多个填充构件(22)，所述填充构件(22)设置成将填充产品导入到合适的容器(100)中，用于进行预测性维护的所述装置(400)设置成推导出所述填充构件(22)中的一个或多个的磨损状态。
11.一种用于对容器处理设备(1)、优选为饮料灌装设备进行预测性维护的方法，其中，所述方法包括：
-接收由所述容器处理设备(1)执行的对一个或多个容器(100)的至少一个处理操作的过程数据；
-基于所述过程数据将所述处理操作分配给多个质量等级中的至少一个；以及
-从对所述质量等级的分析中推导出所述容器处理设备(1)的一个或多个部件的磨损状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述质量等级中的一个表征良好的处理操作，并且所述质量等级中的另一个表征不良的处理操作。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还对于来自不良处理情况的质量等级的至少一个处理操作进行对先前处理操作的分析，并且从所述先前处理操作的操作数据中推导出表征极限值处理操作的另一个质量等级。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，接收来自一个或多个另外的容器处理设备(1a，1b，1c)的处理操作的过程数据，并且基于所述合适的过程数据将所述另外的容器处理设备(1a，1b，1c)的处理操作分配给所述质量等级和/或由此创建质量等级。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理操作是用于将填充产品填充到至少一个容器(100)中的填充操作，接收到的所述过程数据优选地包括以下过程参数中的一个或多个的数据：灌装压力、加压时间、加压压力、抽空压力、填充速度、填充曲线、减压时间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19743600B4 (de) * 1997-10-02 2006-03-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Überwachung eines zyklischen Produktionsprozesses
DE10161655A1 (de) 2000-12-14 2003-01-16 Siemens Corp Res Inc Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung einer prädiktiven Wartung einer Komponente durch Verwendung von Markov-Übergangswahrscheinlichkeiten
DE102007029248A1 (de) 2007-06-25 2009-01-08 Abb Research Ltd. Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung von Vorhersage-Daten für verschleißbehaftete Maschinen oder Anlagekomponenten
EP3187948B1 (en) 2016-01-04 2019-03-06 Sidel Participations, S.A.S. System and method for managing product quality in container processing plants
WO2019048051A1 (en) 2017-09-08 2019-03-14 Sidel Participations SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATED SETTING OF CONTAINER FILLING MACHINE
EP3495911A1 (en) 2017-12-11 2019-06-12 Siemens Aktiengesellschaft System and method for filling a container with a fluid and/or operating a mixing system
DE102020111674A1 (de) * 2020-04-29 2021-11-04 Krones Aktiengesellschaft Behälterbehandlungsmaschine und Verfahren zum Überwachen des Betriebs einer Behälterbehandlungsmaschine
DE202021001907U1 (de) 2021-05-29 2021-08-18 Wolfgang Babel Mittel zur Ausführung von Verfahren zur prädiktiven Wartung und Instandhaltung unter Einsatz von Sensorik, Computern und Algorithmen in der Prozess- und Fabrikautomatisierung

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