DE102020004467A1 - Process and device for monitoring a machine plant for the production or treatment of synthetic fibers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung synthetischer Fasern. Hierbei werden durch Maschinenkomponenten und Steuerkomponenten der Maschinenanlage fortlaufend Systemmeldungen generiert und erfasst. Die Systemmeldungen werden als Protokolldaten in einem Protokollspeicher gespeichert, anschließend ausgelesen und vorverarbeitet und mit statistischen Analyseverfahren sowie Methoden des maschinellen Lernens analysiert. Dabei geht es unter anderem um die Identifikation von häufig auftretenden Mustern in Sequenzen von Systemmeldungen. Dies erlaubt die Verdichtung von Daten, die Erkennung von Anomalien und Prognose von Ereignissen. Durch die Verknüpfung mit dem Expertenwissen der Operatoren, können die Analyseergebnisse besser interpretiert und fortlaufend präzisiert und verbessert werden.Hierzu ist der Maschinensteuereinrichtung ein Datenrecorder zur kontinuierlichen Erfassung der Systemmeldungen, einen mit dem Datenrecorder verbundener Protokollspeicher zur Speicherung der Systemmeldungen zu Protokolldaten und eine Datenanalyseeinheit zugeordnet. Die Datenanalyseeinheit ist mit dem Protokollspeicher verbunden und weist zumindest ein Datenanalyseprogramm mit Algorithmen auf Basis statistischer Analyseverfahren sowie Methoden des maschinellen Lernens auf.The invention relates to a method and a device for monitoring a machine system for the production or treatment of synthetic fibers. System messages are continuously generated and recorded by machine components and control components of the machine system. The system messages are stored as log data in a log memory, then read out and pre-processed and analyzed using statistical analysis methods and machine learning methods. Among other things, this involves the identification of frequently occurring patterns in sequences of system messages. This allows for data compression, anomaly detection and event forecasting. By linking them to the expert knowledge of the operators, the analysis results can be better interpreted and continuously refined and improved. For this purpose, the machine control device is assigned a data recorder for the continuous recording of the system messages, a log memory connected to the data recorder for storing the system messages for log data and a data analysis unit. The data analysis unit is connected to the log memory and has at least one data analysis program with algorithms based on statistical analysis methods and machine learning methods.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung von synthetischen Fasern sowie eine Vorrichtung zur Überwachung einer Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung von Fasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a method for monitoring a machine for the production or treatment of synthetic fibers and a device for monitoring a machine for the production or treatment of fibers according to the preamble of
Bei der Herstellung von synthetischen Fasern, beispielsweise beim Schmelzspinnen oder bei der Behandlung von synthetischen Fasern beispielsweise beim Falschdralltexturieren, beeinflussen eine Vielzahl von einzelnen Herstellungsvorgängen, wie Extrudieren, Verstrecken, Verwirbeln, Texturieren, Fixieren, Aufspulen usw. die Qualität der Fäden. Dabei ist jeder einzelne Herstellungsvorgang seinerseits mit einer Vielzahl von Parametern beeinflussbar. Insoweit werden eine Vielzahl von Maschinenkomponenten genutzt, die über Aktoren und Sensoren verfügen, um den Herstellungsvorgang sowie die Faserqualität in der gewünschten Art und Weise zu beeinflussen. Jeder der Maschinenkomponenten ist eine Steuerkomponente zugeordnet, die über ein Maschinennetzwerk mit einer zentralen Maschinensteuereinheit verbunden ist. Zur Überwachung und Steuerung derartiger komplexer Maschinenanlagen ist es nun bekannt, Zustandsparameter und Prozessparameter fortlaufend zu erfassen und mit hinterlegten Soll-Werten abzugleichen. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung zur Überwachung einer Maschinenanlage geht beispielsweise aus der
Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung werden Ist-Werte von Prozessparametern wie beispielsweise ein Schmelzedruck oder eine Galettentemperatur und Ist-Werte eines Zustandsparameters wie beispielsweise eine Fadenspannung erfasst und genutzt, um den Prozessparameter auf einen neu ermittelten Soll-Wert einzustellen. Hierbei nutzt man die Hilfe eines Maschinenlernprogramms mit einem Analysealgorithmus, durch welches Prozesseinstellungen zur Erzeugung gleichmäßiger Faserqualitäten ermittelt werden.In the known method and in the known device, actual values of process parameters such as a melt pressure or a godet temperature and actual values of a state parameter such as a thread tension are recorded and used to set the process parameter to a newly determined target value. A machine learning program with an analysis algorithm is used to determine process settings for the production of uniform fiber qualities.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass in derartigen Maschinenanlagen neben Prozessparametern eine Vielzahl von Systemmeldungen existieren, die Warnmeldungen, Fehlermeldungen usw. enthalten. Die Systemmeldungen, die teilweise in Nanosekunden hintereinander auftreten und zum Teil reine Textdarstellungen enthalten, sind in der Vielzahl für einen Operator nicht überschaubar. So werden insbesondere nur einzelne Typen von Systemmeldungen wie beispielsweise Fehlermeldungen beachtet und zur Überwachung und Steuerung der Maschinenanlage genutzt.In practice, however, it has been shown that a large number of system messages containing warning messages, error messages, etc. exist in addition to process parameters in such machine systems. The system messages, some of which occur in nanoseconds one after the other and some of which contain pure text, are too large for an operator to keep track of. In particular, only individual types of system messages, such as error messages, are taken into account and used to monitor and control the machine system.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung einer Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung von synthetischen Fasern der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass möglichst alle in der Maschinenanlage erzeugten Systemmeldungen für eine Steuerung der Maschinenanlagen nutzbar sind.It is therefore the object of the invention to develop a method for monitoring and controlling a machine system for the production or treatment of synthetic fibers of the generic type in such a way that as far as possible all system messages generated in the machine system can be used for controlling the machine systems.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt insbesondere darin, aus der Überwachung der Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung von synthetischen Fäden eine vorrausschauende Steuerung der Maschinenanlage zu ermöglichen.A further object of the invention is, in particular, to enable anticipatory control of the machine system from the monitoring of the machine system for the production or treatment of synthetic threads.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überwachung einer Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung von synthetischen Fäden gemäß dem Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a method for monitoring a machine system for the production or treatment of synthetic threads according to claim 1.
Für die Vorrichtung ergibt sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch, dass ein Datenrecorder zur kontinuierlichen Erfassung der Systemmeldungen, ein mit dem Datenrecorder verbundener Protokollspeicher zur Speicherung der Systemmeldungen zu Protokolldaten und eine Datenanalyseeinheit vorgesehen sind, die mit dem Protokollspeicher verbunden ist und die zumindest ein Datenanalyseprogramm aufweist, mit dem statistische Verfahren sowie Methoden des maschinellen Lernens auf die erfassten Daten angewendet werden.For the device, the solution according to the invention results from the fact that a data recorder for the continuous recording of the system messages, a log memory connected to the data recorder for storing the system messages for log data and a data analysis unit are provided which is connected to the log memory and which has at least one data analysis program, with which statistical processes and machine learning methods are applied to the recorded data.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective dependent claims.
Die Erfindung hat erkannt, dass eine Folge von Systemmeldungen Hinweise auf verschiedene Ereignisse aufweisen könnten. So können Meldungssequenzen Hinweise auf „systemische“ Ereignisse, wie zum Beispiel den Ausfall einer Komponente, oder „operative“ Ereignisse, wie zum Beispiel einen Produktwechsel, geben.. Insoweit werden die von den Maschinenkomponenten, den Steuerkomponenten der Aktoren und Sensoren und der Prozesssteuerung kontinuierlich erzeugten Systemmeldungen fortlaufend erfasst und als Protokolldaten in einem Protokollspeicher gespeichert. Der Protokollspeicher kann hierzu eine Datenbank oder mehrere Dateien enthalten. Anschließend werden die Protokolldaten ausgelesen, vorverarbeitet und mit Hilfe von statistischen Analyseverfahren sowie Methoden des maschinellen Lernens im Hinblick auf Sequenzen von Systemmeldungen analysiert. Dabei gilt es unter anderem, häufige Sequenzen oder Anomalien zu identifizieren, deskriptive Auswertungen durchzuführen oder auch Prognosemodelle zu entwickeln. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt jedoch darin, dass die Menge an Informationen, die die Systemmeldungen enthalten, mit den Sequenzen auf ein menschlich interpretierbares Niveau reduziert werden.The invention has recognized that a sequence of system messages could indicate various events. Message sequences can indicate "systemic" events, such as the failure of a component, or "operative" events, such as a product change. In this respect, the machine components, the control components of the actuators and sensors and the process control are continuous generated system messages are continuously recorded and stored as log data in a log memory. For this purpose, the log memory can contain a database or several files. The log data is then read out, pre-processed and analyzed with the help of statistical analysis methods and machine learning methods with regard to sequences of system messages. Among other things, it is important to identify frequent sequences or anomalies, to carry out descriptive evaluations or to develop forecast models. A particular advantage of the invention, however, is that the amount of information contained in the system messages with the sequences on a be reduced to a humanly interpretable level.
Insoweit ist die Verfahrensvariante vorgesehen, bei welcher die analytischen Ergebnisse, wie zum Beispiel Sequenzen von Systemmeldungen gegenüber einem Operator angezeigt und vom Operator bewertet werden. So weisen derartige Operatoren ein Expertenwissen auf, um Sequenzen von Systemmeldungen bestimmten „systemischen“ oder „operativen“ Ereignissen innerhalb der Maschinenanlage zuzuordnen. Hierbei kann das Ereignis bereits erfolgt sein oder noch bevorstehen. In this respect, the variant of the method is provided in which the analytical results, such as sequences of system messages, are displayed to an operator and evaluated by the operator. Operators of this type have expert knowledge in order to assign sequences of system messages to specific "systemic" or "operative" events within the machinery. The event may have already taken place or it may be imminent.
Durch den Einsatz von maschinellem Lernen besteht die Möglichkeit, derartiges Expertenwissen fortlaufend nutzen zu können. Insoweit ist die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Operator seine Bewertung der Analyseergebnisse dem System zuführt. Damit ergibt sich die Möglichkeit das Expertenwissen bei nachfolgenden Datenanalyse mit einzubinden.The use of machine learning makes it possible to use such expert knowledge continuously. In this respect, the variant of the method is preferably implemented in which the operator feeds his evaluation of the analysis results to the system. This results in the possibility of including expert knowledge in the subsequent data analysis.
Insoweit ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher Sequenzen von Systemmeldungen durch ein System des maschinellen Lernens zur Ermittlung eines „systemischen“ oder „operativen“ Ereignisses analysiert werden. Hier besteht die Möglichkeit, aus einer identifizierten Sequenz von Systemmeldungen ein Ereignis zu erkennen, das bereits eingetreten ist oder voraussichtlich in naher Zukunft eintreten wird.In this respect, the variant of the method is particularly advantageous in which sequences of system messages are analyzed by a machine learning system to determine a “systemic” or “operative” event. Here it is possible to recognize an event from an identified sequence of system messages that has already occurred or is expected to occur in the near future.
Durch die Verfahrensvariante, bei welcher das Analyseereignis gegenüber einem Operator angezeigt wird, ist besonders vorteilhaft, dass der Operator unmittelbar eine Aktion einleiten oder vorbereiten kann, um das Ereignis abzustellen oder zu verhindern. So können beispielsweise Verschleißteile wie Fadenführer vorzeitig ausgetauscht werden.The variant of the method in which the analysis event is displayed to an operator is particularly advantageous in that the operator can immediately initiate or prepare an action in order to stop or prevent the event. For example, wearing parts such as thread guides can be replaced prematurely.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Analyseereignis einer Maschinensteuereinrichtung zuzuführen und in ein Steuersignal zu einer Prozessänderung und / oder zu einem Prozesseingriff umzuwandeln. So lassen sich auch automatisierte Eingriffe in die Maschinenanlage ausführen.Alternatively, however, there is also the possibility of feeding the analysis event to a machine control device and converting it into a control signal for a process change and/or for a process intervention. Automated interventions in the machine system can also be carried out in this way.
Zur Gewährleistung, dass die Protokolldaten zeitlich in einer vorgesehenen Reihenfolge vorliegen, werden die Systemmeldungen gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante bevorzugt mit einem Zeitindex in den Protokolldaten erfasst und in einem Protokollspeicher gespeichert.In order to ensure that the log data is present in a specified order in terms of time, the system messages are preferably recorded with a time index in the log data according to an advantageous variant of the method and are stored in a log memory.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn innerhalb der Maschinenanlage einzelne Maschinenkomponenten oder Prozessabschnitte separat analysierbar sind. Hierzu ist es vorgesehen, dass die Systemmeldungen mit einem Hierarchieindex in den Protokolldaten erfasst und in dem Protokollspeicher gespeichert werden. So kann in einem Schmelzspinnprozess die Schmelzeerzeugung unabhängig von den einzelnen Spinnpositionen überwacht werden. Innerhalb der Spinnposition lassen sich so auch einzelne Maschinenkomponenten wie beispielsweise Galetten oder Aufspulmaschinen separat überwachen und deren Systemmeldungen analysieren.In addition, it is advantageous if individual machine components or process sections can be analyzed separately within the machine system. For this purpose it is provided that the system messages are recorded with a hierarchy index in the log data and stored in the log memory. In a melt spinning process, the production of the melt can be monitored independently of the individual spinning positions. Within the spinning position, individual machine components such as godets or winding machines can be monitored separately and their system messages analyzed.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Maschinenanlage zur Herstellung oder Behandlung von synthetischen Fasern bietet somit die Möglichkeit, manuelle oder automatisierte Eingriffe in den Prozess zu ermöglichen, um störenden Ereignissen vorbeugend zu begegnen oder bereits eingetretene Ereignisse schneller zu beheben.The device according to the invention for monitoring a machine system for the production or treatment of synthetic fibers thus offers the possibility of enabling manual or automated interventions in the process in order to prevent disruptive events or to rectify events that have already occurred more quickly.
Für den manuellen Eingriff in den Prozess ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Datenanalyseeinheit mit einem Tastenbildschirm in einer Bedienungsstation verbunden ist. Damit lassen sich die Analyseergebnisse oder auch die Systemereignisse direkt gegenüber einem Operator anzeigen. Zudem hat der Operator die Möglichkeit sein Expertenwissen direkt über den Tastenbildschirm in Abhängigkeit von den analysierten Sequenzen von Systemmeldungen einem System des maschinellen Lernens zuzuführen.The further development of the device according to the invention is preferably designed for manual intervention in the process, in which the data analysis unit is connected to a key screen in an operator station. This allows the analysis results or the system events to be displayed directly to an operator. In addition, the operator has the option of supplying his expert knowledge to a machine learning system directly via the key screen, depending on the analyzed sequences of system messages.
Zur Einbindung von Rückmeldungen der Operatoren ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, bei welcher die Datenanalyseeinheit zumindest einen Algorithmus des maschinellen Lernens aufweist, welcher die Analyseergebnisse und Rückmeldungen der Operatoren korreliert und die kombinierten Daten zur weiteren Analyse verwendet. Derartige Systeme besitzen den Vorteil der Lernfähigkeit, so dass auch neue Verbindungen zwischen Sequenzen und Systemereignissen ohne den Operator aufgedeckt werden können.The further development of the device according to the invention is provided for the integration of feedback from the operators, in which the data analysis unit has at least one algorithm of machine learning, which correlates the analysis results and feedback from the operators and uses the combined data for further analysis. Such systems have the advantage of being able to learn, so that new connections between sequences and system events can also be uncovered without the operator.
Zur Automatisierung ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei welcher die Datenanalyseeinheit mit der Maschinensteuereinrichtung zur Übertragung von maschinenlesbaren Daten verbunden ist und wobei die Steuereinrichtung ein Datenumwandungsmodul zur Erzeugung von Steuerbefehlen aufweist. So lassen sich die festgestellten Systemereignisse unmittelbar in Steuerbefehle umwandeln.The development of the device according to the invention is particularly advantageous for automation, in which the data analysis unit is connected to the machine control device for the transmission of machine-readable data and the control device has a data conversion module for generating control commands. In this way, the detected system events can be converted directly into control commands.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying figures.
Es stellen dar:
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1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Maschinenanlage zur Herstellung synthetischer Fäden -
2 schematisch eines der Maschinenfelder der Maschinenanlage aus1 -
3 schematisch ein Ablaufdiagramm zur Überwachung der Maschinenanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel nach1 -
4 schematisch eine Querschnittsansicht einer Maschinenanlage zur Behandlung synthetischer Fasern -
5 . schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Maschinenanlage gemäß4
-
1 schematically a first embodiment of the device according to the invention for monitoring a machine system for the production of synthetic threads -
2 schematically one of the machine fields of the machine system1 -
3 schematically shows a flowchart for monitoring the machine system according to the embodiment1 -
4 schematically a cross-sectional view of a machine plant for the treatment of synthetic fibers -
5 . schematically shows a further exemplary embodiment of the device according to the invention for monitoring the machine system according to FIG4
In den
Die Maschinenanlage weist eine Vielzahl von Maschinenkomponenten auf, um den Herstellungsprozess zum Schmelzspinnen von synthetischen Fasern in diesem Fall Filamenten zu steuern. Eine erste Maschinenkomponente 1.1 wird durch einen Extruder 11 gebildet, der über ein Schmelzleitungssystem 12 mit einer Mehrzahl von Spinnpositionen 20.1 bis 20.4 verbunden ist. In der
Die Spinnpositionen 20.1 bis 20.4 sind identisch aufgebaut und in
Als Maschinenkomponenten sind in diesem Ausführungsbeispiel die Maschinenteile bezeichnet, die durch Antriebe, Aktoren und Sensoren maßgeblich am Herstellungsprozess beteiligt sind. Neben den Antrieben und Aktoren sind auch hier nicht näher dargestellte Sensoren den Maschinenkomponenten zugeordnet, die zur Steuerung des Herstellungsprozesses nötig sind. So weist die Spinnposition 20.1 als erste Maschinenkomponente 1.2 eine Spinnpumpenvorrichtung 13 auf, die an einem Schmelzeleitungssystem 12 angeschlossen ist und die zum Extrudieren von Filamenten zusammenwirkt. Der Spinnpumpenvorrichtung 13 sind üblicherweise ein Drucksensor und ggf. ein Temperatursensor zugeordnet. Eine zweite Maschinenkomponente 1.3 ist durch eine Gebläseeinheit 16 gebildet, die eine Kühlluftversorgung einer Kühlvorrichtung 15 steuert. Die Kühlvorrichtung 15 ist unterhalb der Spinndüse 14 angeordnet.In this exemplary embodiment, the machine parts that are decisively involved in the manufacturing process through drives, actuators and sensors are referred to as machine components. In addition to the drives and actuators, sensors that are not shown in detail here are also assigned to the machine components that are required to control the manufacturing process. Thus, the spinning position 20.1 has a
Ein nächster Prozessschritt wird durch die Maschinenkomponente 1.4 ausgeführt, die eine Benetzungsvorrichtung 17 umfasst. Das Führen der Fadenschar zum Abziehen und Verstrecken der Filamente wird durch eine Maschinenkomponente 1.5 ausgeführt, die eine Galetteneinheit 18 aufweist. Am Ende des Herstellungsprozesses werden die Fäden zu Spulen gewickelt. Hierzu ist die Maschinenkomponente 1.6 vorgesehen, die die Aufspulmaschine 19 bildet.A next process step is carried out by the machine component 1.4, which includes a wetting
Innerhalb der Spinnposition 20.1 sind den Maschinenkomponenten 1.2 bis 1.6 jeweils eine von mehreren Steuerkomponenten 2.2 bis 2.6 zugeordnet. So bilden die Maschinenkomponente 1.2 und die Steuerkomponente 2.2 eine Einheit. Dementsprechend sind die Maschinenkomponenten 1.3 bis 1.6 mit den zugeordneten Steuerkomponenten 2.3 bis 2.6 verbunden.Within the spinning position 20.1, the machine components 1.2 to 1.6 are each assigned one of several control components 2.2 to 2.6. The machine component 1.2 and the control component 2.2 thus form a unit. Accordingly, the machine components 1.3 to 1.6 are connected to the assigned control components 2.3 to 2.6.
Zur Kommunikation und Datenübertragung ist jede der Steuerkomponente 2.2 bis 2.6 durch ein Maschinennetzwerk 4 mit einer Maschinensteuereinheit 5 verbunden. Das Maschinennetzwerk 4, das vorzugsweise durch ein Industrie-Ethernet gebildet ist, verbindet die Steuerkomponenten 2.2 bis 2.6 mit der zentralen Maschinensteuereinheit 5.Each of the control components 2.2 to 2.6 is connected to a
Wie aus der Darstellung in
Neben den Steuerkomponenten 2.2 bis 2.6 der Spinnpositionen 20.1 bis 20.4 ist auch eine Steuerkomponente 2.1 des Extruders 11 mit der Maschinensteuereinheit 5 verbunden. Hierbei ist der Steuerkomponente 2.1 beispielhaft ein Drucksensor 32 an dem Extruder 11 zugeordnet. Damit lassen sich alle in der Maschinenanlage durch die Maschinenkomponenten und Steuerkomponenten erzeugten Systemmeldungen über das Maschinennetzwerk 4 der Maschinensteuereinheit 5 zuführen.In addition to the control components 2.2 to 2.6 of the spinning positions 20.1 to 20.4, a control component 2.1 of the
Wie aus der Darstellung in
Der Protokollspeicher 8 ist mit einer Datenanalyseeinheit 9 verbunden, um die innerhalb des Protokollspeichers enthaltenen Protokolldaten direkt zu analysieren. Die Datenanalyseeinheit 9 enthält zumindest ein Datenanalyseprogramm mit einem Analysealgorithmus, um aus den Protokolldaten sich bevorzugt wiederholende Sequenzen von Systemmeldungen zu identifizieren. So können sich beispielsweise Sequenzmuster oder Anomalien oder auch deskriptive Statistiken ergeben. Damit wird zunächst eine Komprimierung der Informationen erreicht, um diese durch einen Operator bewerten zu lassen. So ist aus dem Expertenwissen der Operatoren bekannt, dass sich bestimmte Sequenzen von Systemmeldungen mit „systemischen“ oder „operativen“ Ereignissen, wie zum Beispiel Fadenbrüchen, Komponentenausfällen, Produktwechseln oder auch Bauteilverschleiß, korrelieren lassen. Somit kann der Operator durch Analysieren der aufgefundenen Sequenzen von Systemmeldungen beispielsweise bevorstehende Ereignisse erkennen und ggf. Vorsorgemaßnahmen zur Prozessänderung oder zur Wartung einer Maschinenkomponente einleiten. Daher ist die Datenanalyseeinheit 9 direkt mit einem Tastenbildschirm 6.1 der Bedienungsstation 6 gekoppelt. Der Tastenbildschirm 6.1 ermöglicht neben der Visualisierung von Sequenzen von Systemmeldungen und anderen Analyseergebnissen auch die direkte Eingabe von Rückmeldungen durch den Operator, so dass das Expertenwissen mit den Ergebnissen korreliert und zur fortlaufenden Verbesserung der Analyseergebnisse genutzt werden kann.The
Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Maschinenanlage wird zusätzlich zu der
Wie in der
Die Protokolldaten des Protokollspeichers PD werden durch die Datenanalyseeinheit 9 ausgelesen und mit Hilfe von statistischen Analyseverfahren sowie Methoden des maschinellen Lernens fortlaufend analysiert. So wird vorzugsweise zunächst mit Hilfe eines Analysealgorithmus nach häufigen Sequenzen von Systemmeldungen gesucht. So lassen sich in einer ersten Analyse der Protokolldaten die auffälligen Sequenzen ermitteln. Damit wird bereits eine erhebliche Komprimierung der Dateninformationen erreicht, um diese beispielsweise durch einen Operator bewerten zu lassen. Die Sequenzen sind in
In Systemen, in denen derartiges Expertenwissen der Operatoren bereits durch Methoden des maschinellen Lernens nachgebildet werden kann, lässt sich in einem weiteren Schritt eine vertiefende Analyse mit Hilfe von Rückmeldungen von Operatoren durchführen. Das Datenanalyseprogramm der Datenanalyseeinheit 9 kann somit mehrere Algorithmen zur vertiefenden Analyse aufweisen. Hierbei werden beispielsweise bestimmten Sequenzen mögliche „systemische“ oder „operative“ Ereignisse zugeordnet. Insbesondere bei den Ereignissen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits aufgetreten sind oder auftreten werden, können diese unmittelbar an die Maschinensteuereinheit 5 übertragen werden.In systems in which such expert knowledge of the operators can already be simulated using machine learning methods, an in-depth analysis can be carried out in a further step with the help of feedback from operators. The data analysis program of the
Wie in der
Wie aus der Darstellung in
Um mögliche Sequenzen von Systemmeldungen einzelner Spinnpositionen oder den vorgeordneten Maschinenkomponenten zur Schmelzeerzeugung aufdecken zu können, ist des Weiteren vorteilhaft, den Systemmeldungen ein Hierarchieindex zuzuordnen. Mit Hilfe des Hierarchieindexes und des Zeitindexes, die den Systemmeldungen zugefügt werden, können somit durch einfache Datenfilterung Sequenzen gefunden werden, die den Spinnpositionen oder der Schmelzeerzeugung zuzuordnen sind. Damit können die Systemmeldungen komplexer Maschinenanlagen sowohl in der Gesamtheit des Prozesses als auch in Teilprozessen analysiert werden.In order to be able to uncover possible sequences of system messages from individual spinning positions or the upstream machine components for melt production, it is also advantageous to assign a hierarchy index to the system messages. With the help of the hierarchy index and the time index, which are added to the system messages, sequences that can be assigned to the spinning positions or the melt production can be found by simple data filtering. This means that the system messages from complex machine systems can be analyzed both in the entire process and in sub-processes.
Bei dem in
Die zum Texturieren von Fäden vorgesehen Maschinenanlage umfasst eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen pro Faden, wobei innerhalb der Maschinenanlage hunderte von Fäden gleichzeitig behandelt werden. Die Bearbeitungsstationen sind innerhalb der Maschinenanlage identisch ausgeführt und weisen jeweils mehrere Maschinenkomponenten zur Steuerung des Behandlungsprozesses auf.The machine system provided for texturing threads includes a large number of processing points per thread, with hundreds of threads being treated simultaneously within the machine system. The processing stations are identical within the machine system and each have several machine components for controlling the treatment process.
In
Die Maschinenkomponenten 1.1 bis 1.8 sind innerhalb eines Maschinengestells 26 zu einem Fadenlauf hintereinander angeordnet, um einen Texturierprozess auszuführen. Hierzu wird ein Faden durch eine Vorlagespule 22 in einem Gattergestell 21 bereitgehalten. Der Faden wird von dem ersten Lieferwerk 23 abgezogen und innerhalb einer Texturierzone durch die Heizeinrichtung 24 erhitzt und anschließend durch die Kühlvorrichtung 25 abgekühlt. Im weiteren Verlauf folgt eine Texturierung und Nachbehandlung des Fadens, um anschließend in der Spulvorrichtung 29 zu einer Spule gewickelt zu werden.The machine components 1.1 to 1.8 are arranged one behind the other within a
Da die Spulvorrichtung 29 eine größere Maschinenbreite beansprucht im Verhältnis zu den vorgeordneten Maschinenkomponenten 1.1 bis 1.6 sind mehrere Spulvorrichtungen 29 etagenförmig in dem Maschinengestell 26 angeordnet. Den in den Bearbeitungsstationen vorgesehenen Maschinenkomponenten 1.1 bis 1.8 sind jeweils separate Steuerkomponenten 2.1 bis 2.8 zugeordnet, um die jeweiligen Maschinenkomponenten 1.1 bis 1.8 mit den zugeordneten Aktoren und Sensoren zu steuern. Die Steuerkomponenten 2.1 bis 2.8 sind über ein Maschinennetzwerk 4 mit einer Feldsteuerstation 31.1 verbunden.Since the winding
Wie aus der Darstellung in
In der Maschinenanlage sind eine Mehrzahl von Maschinenfeldern vorgesehen, wobei in diesem Ausführungsbeispiel nur zwei der Maschinenfelder gezeigt sind. Die den Maschinenfeldern 3.1 und 3.2 zugeordneten Feldsteuerstationen 31.1 und 31.2 sind in dem Maschinennetzwerk 4 eingebunden und mit einer zentralen Maschinensteuereinheit 5 gekoppelt. Die Funktion zur Kommunikation und Datentransfer erfolgt hierbei analog zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel der Maschinenanlage, so dass alle Systemmeldungen der Maschinenkomponenten 1.1 bis 1.8 und Steuerkomponenten 2.1 bis 2.8 aller Maschinenfelder 3.1 und 3.2 über das Maschinennetzwerk 4 letztendlich der Maschinensteuereinheit 5 zugeführt werden. Die Maschinensteuereinheit 5 ist mit einer Bedienungsstation 6 verbunden, durch welche der Prozess und die Maschinenanlage kontrollierbar und steuerbar ist.A plurality of machine fields are provided in the machine system, only two of the machine fields being shown in this exemplary embodiment. The field control stations 31.1 and 31.2 assigned to the machine fields 3.1 and 3.2 are integrated into the
Um die Vielzahl der Systemmeldungen zur Steuerung des Behandlungsprozesses nutzen zu können, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung neben der Maschinensteuereinheit 5 zumindest einen Datenrecorder 7, einen Protokollspeicher 8 und eine Datenanalyseeinheit 9 auf. Die Datenanalyseeinheit 9 ist dabei mit der Bedienungsstation 6 gekoppelt, um Ergebnisse aus der Datenanalyse an einem Tastenbildschirm 6.1 zu visualisieren und um Operator-Eingaben zu empfangen. Die Systemmeldungen enthalten hierbei ebenfalls Warnmeldungen, Fehlermeldungen, Prozessstörungen und Textinformationen. Auch hierbei lassen sich durch Identifizierung von Sequenzen oft mögliche „systemische“ oder „operative“ Ereignisse folgern. So lässt sich beispielsweise durch Hinzufügen eines Hierarchieindexes feststellen, in welchem Maschinenfeld ein mögliches Systemereignis beispielsweise eine Verschmutzung der Kühlvorrichtung oder eine Verschleißerscheinung des Fadenführers kurz bevorsteht. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Maschinenanlage ist hierzu im Wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass auch das in
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- DE 102018004773 A1 [0002]DE 102018004773 A1 [0002]
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