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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein datenbasiertes Assistenzsystem für eine optimale Einstellung einer Textilmaschine zum Herstellen eines textilen Produktes.
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Die Herstellung eines definierten textilen Produktes ist komplex und umfasst eine Vielzahl von Einstellungen an einer Textilmaschine. Das verwendete Ausgangsmaterial wie beispielsweise Fasern, Faserbänder, Garne und Flächentextilien können beispielsweise aufgrund natürlicher Schwankungen und der Verwendung von Mehrfachmischungen eine hohe Variation in ihren Eigenschaften aufweisen. Fast alle Schritte der textilen Prozesskette erfordern ein hohes Prozess-Know-how und fast alle Textilmaschinen bieten dem Bediener eine große Vielfalt an Prozessparametern und Maschinenkomponenten, um die Materialanforderungen abzudecken. Darüber hinaus nimmt die zu verarbeitende Materialkomplexität, beispielsweise in Form von Dual- und Triple-Coregarnen oder Recyclingmaterialien, von Jahr zu Jahr zu, wodurch die Einstellung der Textilmaschine zusätzlich erschwert wird.
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Zur optimalen Einstellung einer Textilmaschine müssen die Einstellungen passend zum Ausgangsmaterial und zum Produktionsziel, wie zum Beispiel eine maximale Produktivität oder eine höchste Qualität, gewählt werden. Diese Einstellung wird gewöhnlich von Prozessexperten ausgeführt. Die Einstellungen umfassen eine Vielzahl von Einzelparametern. Diese Parameter beeinflussen sowohl die Produktivität sowohl der Textilmaschine als auch in der Prozesskette nachfolgenden weiteren Textilmaschinen sowie die Qualität des durch die Textilmaschine bzw. die weitere Textilmaschine erzeugten textilen Produktes. Weiterhin weisen die einzelnen Parameter untereinander Abhängigkeiten und Wechselwirkungen auf, die sich auf das Ergebnis der Herstellung auswirken.
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Die Einstellung der Textilmaschine umfasst dabei typischerweise eine Auswahl der für die Produktion spezifischen Maschinenkomponenten der Textilmaschine wie zum Beispiel Garnituren, Rotoren, Spleißmittel, Spulenaufnahmen und sonstige Maschinenkomponenten. Diese Auswahl ist unter Anderem abhängig von dem Ausgangsmaterial und der Art der Weiterverarbeitung des textilen Produktes. Im Anschluss an die Komponentenauswahl wird gewöhnlich eine Einstellung der Produktionsparameter vorgenommen, wie beispielsweise der Produktionsgeschwindigkeit, des Luftdrucks, des Verzugs, der Spannung und der Drehzahlen.
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Die Servicehefte der Textilmaschine geben einem Maschinenbediener jedoch meist nur einen allgemeinen Anhaltspunkt für die Maschineneinstellung.
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Die Güte der Maschineneinstellung hängt somit in hohem Maße direkt von der Expertise des Maschinenbedieners ab. Insbesondere für unerfahrene Maschinenbediener ist es schwierig, eine gute Maschineneinstellung vorzunehmen. Die Ausbildung von Maschinenbedienern ist jedoch sehr aufwendig und zeitintensiv. Zudem gehen immer mehr erfahrene Maschinenbediener und Servicemitarbeiter der Maschinenhersteller in den Ruhestand. Infolgedessen bedienen immer mehr Maschinenbediener und Servicemitarbeiter mit wenig Erfahrung die Maschinen und haben Schwierigkeiten, gute Maschineneinstellungen zu finden. Entsprechend wird einerseits häufig nicht mehr eine bestmögliche Qualität des hergestellten textilen Produktes erreicht und andererseits steigt der Wartungs- und Reparaturaufwand durch einen Betrieb nicht optimal eingestellter Textilmaschinen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel bereitzustellen, welches einem Maschinenbediener ein optimales Einstellen einer Textilmaschine ohne umfangreiches Vorwissen erlaubt, welches somit auch einem unerfahrenen Maschinenbediener das zuverlässige Herstellen eines qualitativ hochwertigen textilen Produktes ermöglicht und welches zudem insbesondere den Wartungs- und Reparaturaufwand der Textilmaschine bestmöglich reduziert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein datenbasiertes Assistenzsystem gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhalt einer Einstellungsempfehlung für eine Textilmaschine zum Herstellen eines textilen Produktes führt dazu als Verfahrensschritte zunächst ein Empfangen von Eingabeparameter mittels einer Empfangseinheit aus. Bei dem oder den Eingabeparameter(n) handelt es sich wenigstens um eine Information über
- (i) ein Ausgangsmaterial, aus welchem das textile Produkt hergestellt wird,
- (ii) einen Maschinentyp der Textilmaschine,
- (iii) ein Produktionsziel der Textilmaschine oder einer der Textilmaschine in der Verarbeitungskette des textilen Produktes nachgelagerten weiteren Textilmaschine, insbesondere hinsichtlich des von der Textilmaschine bzw. der weiteren Textilmaschine herzustellenden textilen Produktes,
- (iv) eine der Herstellung des textilen Produktes nachfolgenden Weiterverarbeitungsart für das hergestellte textile Produkt,
- (v) Klimadaten, welche in der die Textilmaschine und/oder die weitere Textilmaschine beherbergenden Produktionshalle vorherrschen, und/oder
- (vi) wenigstens eine Maschinenkomponente der in der Verarbeitungskette des textilen Produktes zu der Textilmaschine vor- und/oder nachgelagerten weiteren Textilmaschine.
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All diese Informationen korrespondieren zu Bedingungen, welche alleine für sich oder in einer Kombination von wenigstens zwei der Bedingungen einen Einfluss auf die Herstellung des textilen Produkts durch die Textilmaschine haben können.
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Nachfolgend wird mittels einer Ermittlungseinheit wenigstens eine für die Herstellung des textilen Produktes durch die Textilmaschine und/oder durch die weitere Textilmaschine, insbesondere in einer Datenspeichereinheit auslesbar gespeicherte oder von der Ermittlungseinheit neu erzeugte und weiter bevorzugt nach Erzeugung in der Datenspeichereinheit abzuspeichernde, geeignete Einstellungsempfehlung zu wenigstens einer spezifischen Maschinenkomponente und/oder zu Produktionsparameter der Textilmaschine in Abhängigkeit der empfangenen Eingabeparameter automatisch ermittelt, wobei die Ermittlungseinheit mit der Empfangseinheit und insbesondere der Datenspeichereinheit Daten übertragend gekoppelt ist. Eine Daten übertragende Kopplung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung in üblicher Weise vorzugsweise kabellos und/oder kabelgebunden realisiert sein. Wenigstens die Empfangseinheit, die Ermittlungseinheit und/oder die Datenspeichereinheit können weiterhin bevorzugt durch eine Recheneinheit ausgebildet sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer Einheit im üblichen Sinne eine elektrische Energie verbrauchende Einheit verstanden.
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Anschließend erfolgt erfindungsgemäß mittels einer Ausgabeeinheit eine Ausgabe von auswählbaren Ausgabeparametern, welche Informationen über die wenigstens eine ermittelte Einstellungsempfehlung enthält, wobei die Ausgabeeinheit wenigstens mit der Ermittlungseinheit Daten übertragend gekoppelt ist.
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Dadurch kann auf Basis der ermittelten Einstellungsempfehlung für die Textilmaschine passend zum verwendeten Ausgangsmaterial ein gewünschtes Produktionsziel erreicht bzw. ein gewünschtes textiles Produkt hergestellt werden.
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Die Erfinder haben erkannt, dass eine optimierte Einstellung einer Textilmaschine nur mit langjähriger Erfahrung möglich ist und aufgrund der steigenden Anzahl der vorzunehmenden Einstellungen und der verfügbaren Maschinenkomponenten sowie der Prozessketten, sprich der Verarbeitungskette bezüglich des textilen Produktes, zunehmend komplexer wird. Zudem haben die Erfinder erkannt, dass nur ein elektronisches System unter der Vielzahl der möglichen Kombinationen der einzelnen Komponenten und Parametern, insbesondere aufgrund der vielfältigen Wechselwirkungen und Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Komponenten und Parametern, die jeweils optimalen Einstellungen ohne umfangreiche und zeitaufwändige Versuche ermitteln kann und nur so eine gleichbleibend hohe Qualität des textilen Produktes bzw. des Verfahrenserzeugnisses, beispielsweise eines Faserbandmaterials, eines Fadens oder eines textilen Flächengebildes wie ein Stoff, erreicht werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei in vorteilhafter Weise die Einstellung der Textilmaschine mit geringem bis keinem Vorwissen. Dem Maschinenbediener werden dazu Einstellungsempfehlungen an die Hand gegeben, mit denen ein gewünschtes textiles Produkt bestmöglich hergestellt werden kann.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein datenbasiertes Assistenzsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere nach einer der beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt. Entsprechende Komponenten des datenbasierten Assistenzsystems können dabei vorzugsweise vorrichtungsseitig entsprechende Ausgestaltungen aufweisen, um die beschriebenen verfahrensseitigen Schritte durchführen bzw. ausführen zu können.
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Bei dem datenbasierten Assistenzsystem kann es sich um eine Datenspeichereinheit umfassend eine Applikationssoftware für eine Recheneinheit zur Durchführung der Verfahrens- bzw. Prozessschritte und/oder um eine Vorrichtung, insbesondere mit wenigstens einer Recheneinheit und/oder einer Datenspeichereinheit handeln. Das datenbasierte Assistenzsystem hat dabei grundsätzlich die Funktion, basierend auf Dateneingaben und/oder gespeicherten Daten eine Einstellungsempfehlung für einen Maschinenbediener bereitzustellen. Unter einer Einstellungsempfehlung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jede Empfehlung zu verstehen, welche eine Auswahl wenigstens eines Parameters, eines Prozessablaufs und/oder wenigstens einer Maschinenkomponente bereitstellt. Solche Auswahlmöglichkeiten können auch als Handlungsempfehlung verstanden werden. Das datenbasierte Assistenzsystem unterstützt den Maschinenbediener insbesondere bevorzugt bei der Verarbeitung beliebiger Ausgangsmaterialien und insbesondere bevorzugt auch komplexer Ausgangsmaterialien, wie, rein beispielhaft erwähnt, Dual- oder Tripple-Core-Garnen und/oder Recyclingmaterialien, um ein gewünschtes textiles Produkt herstellen zu können. Auch Ausgangsmaterialien mit einer schwankenden Materialqualität können auf diese Weise ohne Weiteres berücksichtigt werden.
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Dabei kann das Verfahren und/oder das Assistenzsystem vorzugsweise grundsätzlich unter Einbindung wenigstens einer Plattform und bevorzugt zugleich auf wenigstens zwei, also mehreren verschiedenen Plattformen betrieben werden. Die möglichen Plattformen können dabei in bevorzugter Weise unter anderem durch Maschinensteuerungen, Human-Machine-Interfaces, Smartphones, Handhelds, Computer, Server, Datenuhren, Datenbrillen, Laptops sowie beliebige andere Computer- und Datenverarbeitungssysteme ausgebildet sein. Auch ist eine generelle Bereitstellung als Internetseite bzw. mittels eines Webservers bevorzugt. Das datenbasierte Assistenzsystem kann beispielhaft in bevorzugter Weise separat von einer Textilmaschine und insbesondere separat von einer Maschinensteuerung einer Textilmaschine als eine unabhängige und/oder eigenständige Einheit ausgebildet sein.
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Mögliche Anwendungen des Verfahrens und des datenbasierten Assistenzsystems sind beispielsweise eine Verwendung beim Spleißen, Spulen, Ringspinnen, Rotorspinnen, Luftspinnen, Friktionsspinnen und bei der Garnweiterverarbeitung, wie beim Weben, Stricken, Färben oder dergleichen. Entsprechend ist die Textilmaschine bevorzugt eine Maschine zum Durchführen eines oder mehrerer dieser Verfahren. Besonders bevorzugt ist die Textilmaschine eine Spinnmaschine oder eine Spulmaschine mit zahlreichen zueinander identischen Arbeitsstellen, wobei das Verfahren bzw. das datenbasierte Assistenzsystem ganz besonders bevorzugt die Einstellungsempfehlungen für jede, eine bestimmte Anzahl oder für alle der Arbeitsstellen, für die Maschinenkomponenten oder für wenigstens ein die Textilmaschine bedienendes Serviceaggregat empfehlen kann.
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Das Verfahren bzw. das datenbasierte Assistenzsystem stellt dabei optimierte Einstellungen für die Textilmaschine bereit, um das textile Produkt bedarfsgerecht herstellen zu können. Das textile Produkt kann dabei ein Endprodukt, wie beispielsweise ein Kleidungsstück oder ein Stoff, oder aber ein Zwischenprodukt zur Weiterverarbeitung, insbesondere zur industriellen Weiterverarbeitung, wie beispielsweise ein Faserband, ein Faden oder ein Flächentextil wie ein Stoffstück sein.
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Erfindungsgemäß werden das oder die Eingabeparameter empfangen, wobei in diesem Zusammenhang unter Empfangen ein beliebiges Zuführen entsprechender Daten zu der Empfangseinheit verstanden wird. Dabei kann nach einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein Eingabeparameter manuell an einer Eingabeeinheit durch einen Benutzer eingegeben, und/oder wenigstens ein Eingabeparameter automatisch, insbesondere in Verbindung mit einem weiteren Computersystem, wenigstens einer Steuereinheit der Textilmaschine und/oder mittels einer übergeordneten Steuerung, zum Empfang von der Empfangseinheit abgesandt werden. Bevorzugt erfolgt dem Empfang des wenigstens einen Eingabeparameters nachfolgend eine Diagnose des Eingabeparameters, wobei besonders bevorzugt der wenigstens eine Eingabeparameter auf eine mögliche Widersprüchlichkeit, auf sich entgegenstehende Produktionsziele, auf eine Unvollständigkeit, auf Werte außerhalb eines gewöhnlichen Bereichs und/oder generell auf mögliche Fehler geprüft wird.
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Der Eingabeparameter kann beliebige Dateninformationen betreffend das verwendete Ausgangsmaterial zum Herstellen des textilen Produktes, insbesondere die Materialeigenschaften, und/oder der Typ der zu verwendenden Textilmaschine zum Herstellen des textilen Produktes sein. Bei den Eingabeparametern des Ausgangsmaterials kann es sich beispielsweise um die Größe, die Dimension, das Material, die mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials handeln. Weitere Eingabeparameter können beispielsweise ein Garntyp, eine Materialzusammensetzung, eine Drehungsrichtung, eine Feinheit, Festigkeitseigenschaften, Faserlängenverteilung oder dergleichen sein. Zudem können Eingabeparameter, beispielsweise Klimainformationen wie Temperatur oder Luftfeuchte, wenigstens eine zur Herstellung des textilen Produkts eingesetzte Maschinenkomponente, eine der Herstellung des textilen Produkts nachfolgende Weiterverarbeitungsart des textilen Produktes oder wenigstens eine in der Verarbeitungskette des textilen Produktes zu der Textilmaschine vor- und/oder nachgelagerten weiteren Textilmaschine sein. Zudem kann im Rahmen der Eingabeparameter ein Produktionsziel der Textilmaschine oder einer der Textilmaschine in der Verarbeitungskette des textilen Produktes nachgelagerten weiten Textilmaschine berücksichtigt werden. Beispielsweise kann es sich bei der Textilmaschine um einen Flyer oder eine Strecke handeln, dessen textiles Produkt ein definiertes Faserband ist. Als in der Verarbeitungskette dem Flyer bzw. der Strecke nachfolgende weitere Textilmaschine kann bezüglich des Flyers eine Ringspinnmaschine und bezüglich der Strecke eine Rotorspinnmaschine oder Luftspinnmaschine in Frage kommen, welche jeweils als textiles Produkt ein Garn herstellen. So kann als Eingabeparameter beispielsweise ein Produktionsziel der Textilmaschine, also des Flyers bzw. der Strecke bezüglich des Faserbandes, hergenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann als Eingabeparameter insbesondere ein Produktionsziel der weiteren Textilmaschine, also der Ringspinnmaschine, der Rotorspinnmaschine oder der Luftspinnmaschine bezüglich des herzustellenden Garns verwendet werden.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter einem Produktionsziel, insbesondere hinsichtlich des herzustellenden textilen Produktes, grundsätzlich eine Zielsetzung für die Produktion, eine Anforderung der Textilmaschine und/oder eine gewünschte Eigenschaft des erhaltenen textilen Produktes zu verstehen.
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Das automatische Ermitteln wenigstens einer für die Herstellung des textilen Produktes durch die Textilmaschine und/oder durch die weitere Textilmaschine in einer Datenspeichereinheit auslesbar gespeicherten Einstellungsempfehlung zu wenigstens einer spezifischen Maschinenkomponente und/oder zu Produktionsparametern der Textilmaschine in Abhängigkeit des oder der empfangenen Eingabeparameter erfolgt erfindungsgemäß durch eine Ermittlungseinheit, welche insbesondere ausgelegt ist, eine eigenständige Berechnung und eine Auswahl der Einstellungsempfehlung vornehmen zu können. Im Rahmen der automatischen Ermittlung wird vorzugsweise auf Basis wenigstens eines empfangenen Eingabeparameters eine Berechnung vorgenommen, welche zur Verfügung stehende Produktionsparameter und insbesondere variable Produktionsparameter optimiert und dann basierend darauf in Abhängigkeit des wenigstens einen empfangenen Eingabeparameters eine Empfehlung für eine zu bevorzugende Einstellungen ermittelt. Bei der automatischen Ermittlung können beispielsweise auch zuvor aufgenommene Daten und/oder gespeicherte Daten berücksichtigt werden. Im Zuge der automatischen Ermittlung kann eine in einer Datenspeichereinheit gespeicherte Einstellungsempfehlung ermittelt oder eine neue Einstellungsempfehlung generiert bzw. erzeugt werden, welche dann weiter bevorzugt in der Datenspeichereinheit auslesbar gespeichert wird.
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Unter einer spezifischen Maschinenkomponente wird insbesondere eine austauschbare, variierbare, einstellbare und/oder optional nutzbare Komponente, Bauteil und/oder Baueinheit der Textilmaschine bzw. der weiteren Textilmaschine verstanden. Unter Produktionsparameter werden wenigstens ein Teil der Einstellungen der Textilmaschine und bevorzugt alle Einstellungen verstanden, die zum Herstellen des textilen Produktes vorgenommen werden müssen und/oder variabel, d.h. durch einen Maschinenbediener variierbar, sind.
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Die Einstellungsempfehlung kann sowohl direkt einem ermittelten Produktionsparameter oder aber daraus abgeleiteten Werten zugeordnet sein, wobei die Einstellungsempfehlung bevorzugt an die jeweiligen von der Textilmaschine zum Betrieb notwendigen Eingaben und/oder Werte angepasst ist, sodass diese nur noch zur Auswahl eines oder mehrerer der Einstellungsempfehlung korrespondierende Ausgabeparameter durch einen Maschinenbediener oder alternativ auch automatisch an die Textilmaschine ausgegeben werden können. Bei der Ausgabe zur Auswahl durch den Maschinenbediener muss dieser nur noch den oder die der Einstellungsempfehlung entsprechenden Ausgabeparameter übernehmen oder bestätigen. Der oder die ausgegebenen Ausgabeparameter können sich grundsätzlich auf alle an der jeweiligen Textilmaschine einstellbaren Parameter, rein exemplarisch genannt auf Luftdruckeinstellungen, auf Prozessablaufeinstellungen und/oder auf mechanische Einstellungen, beziehen.
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Der oder die Ausgabeparameter korrespondieren insbesondere bevorzugt zu einer Einstellungsempfehlung und besonders bevorzugt zu mehreren Einstellungsempfehlungen, insbesondere in Form mehrerer möglicher Sätze von für die Herstellung des textilen Produktes zu bevorzugenden Einstellungen unter Berücksichtigung des oder der Eingabeparameter. Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Ausgabe des oder der Ausgabeparameter gemeinsam mit erläuternden Informationen an den Maschinenbediener, sodass dieser darauf basierend eine Entscheidung und entsprechende Auswahl treffen kann. Insgesamt kann es sich bei dem oder den Ausgabeparameter(n) insbesondere um für die Herstellung des textilen Produktes bevorzugte Produktions- bzw. Zielparameter, Einstellungen, definierte Abläufe und/oder die Komponentenempfehlungen handeln.
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Bei der Ausgabe des oder der Ausgabeparameter handelt es sich um einen Vorschlag insbesondere für den Maschinenbediener der Textilmaschine, um eine optimale Herstellung des textilen Produktes unter Berücksichtigung des oder der Eingabeparameter zu erhalten. Ebenso ist es bevorzugt, dass der Ausgabeparameter bzw. die zugrundeliegende Einstellungsempfehlung vor der Ausgabe überprüft wird, insbesondere auf eine mögliche Widersprüchlichkeit, auf dem Produktionsziel entgegenstehende Werte, auf eine Unvollständigkeit, auf Werte außerhalb eines gewöhnlichen Bereichs und/oder generell auf mögliche Fehler. Zusätzlich erfolgt besonders bevorzugt eine Benachrichtigung an den Maschinenbediener oder eine Steuereinrichtung, wenn Werte oder empfohlene Komponenten nicht einer Standardempfehlung entsprechen und/oder von etablierten Standardwerten signifikant abweichen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Schritt des automatischen Ermittelns mittels eines datenbankbasierten Ansatzes erfolgt. Dabei erfolgt eine direkte Zuordnung des wenigstens einen Eingabeparameters zu wenigstens einem spezifischen Ausgabeparameter. Dabei kann die direkte Zuordnung sowohl vollständig automatisch ermittelt oder berechnet sein oder, insbesondere von einem Maschinenbediener, vorgegeben werden. Darüber hinaus ist auch denkbar, die Zuordnung automatisch berechnen zu lassen und nachfolgend durch einen Maschinenbediener zu kontrollieren sowie gegebenenfalls zu korrigieren und erst dann in eine Datenspeichereinheit mit festen Zuordnungen aufzunehmen.
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Darüber hinaus ist nach einer bevorzugten Ausführungsform auch denkbar, dass in einem Fall, in dem keine Zuordnung eines Ausgabeparameters zu einem Eingabeparameter in der Datenspeichereinheit vorliegt, nach Datensätzen mit möglichst ähnlichem Eingabeparameter zu suchen und einen oder mehrere Einstellungsempfehlungen auf Basis der Ähnlichkeit vorzunehmen und entsprechend auszugeben. Dabei ist sowohl eine Gewichtung der Empfehlung oder ein Abspeichern des von dem Maschinenbediener angenommenen Vorschlags als zukünftige direkte Zuordnung und/oder zur Gewichtung dieses vom Maschinenbediener ausgewählten Vorschlags denkbar. Zudem ist die Aufnahme einer Rückmeldung des Maschinenbedieners nach dem Beginn des Herstellens des textilen Produktes und/oder im Rahmen einer Qualitätskontrolle des textilen Produktes denkbar, um die Qualität der zukünftigen Empfehlungen zu verbessern und/oder ungeeignete Zuordnungen zukünftig auszuschließen.
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Generell ist bevorzugt, dass die Ausgabe des oder der Ausgabeparameter gespeichert und insbesondere als später wieder aufrufbare Rezepte hinterlegt werden. Darüber hinaus ist ein Austausch der Ausgaben und insbesondere von gespeicherten Rezepten zwischen Maschinenbedienern und/oder zwischen verschiedenen Textilmaschinen oder Vorrichtungen, auf denen das erfindungsgemäße Verfahren abläuft, vorzugsweise möglich. Ein Speichern kann dabei oder vorzugsweise generell in beliebiger Weise und an einem beliebigen Speicherort, beispielsweise lokal, am Backend, zentral oder dezentral, erfolgen.
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Bei einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung erfolgt der Schritt des automatischen Ermittelns zusätzlich oder alternativ zu einem datenbankbasierten Ansatz mittels eines modellbasierten Ansatzes, der weiterhin bevorzugt einen Zusammenhang zwischen dem wenigstens einen Eingabeparameter und den Produktionszielen dem wenigstens einen Ausgabeparameter aus optimierten bzw. bevorzugten Einstellungen berücksichtigt und/oder der ebenfalls bevorzugt mittels maschinellem Lernen den oder die Ausgabeparameter weiter optimiert bzw. verbessert. Bei dem modellbasierten Ansatz können grundsätzlich verschiedene Modelle und Methoden verwendet werden. So können beispielsweise einfache Entscheidungsbaummodelle unmittelbar auf Basis des oder der Eingabeparameter oder auf Basis von daraus abgeleiteten Parametern angewendet werden, um wenigstens einen Ausgabeparameter zu erhalten.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des datenbasierten Assistenzsystems sieht vor, dass der Schritt des automatischen Ermittelns zusätzlich oder alternativ zu einem datenbankbasierten Ansatz auf Basis statistischer Modelle und/oder auf Basis von Modellen des maschinellen Lernens erfolgt. Bei dem oder den statistischen Modellen kann es sich beispielsweise um Regressionen, Random Forrest oder Support Vector Machine handeln. Die Modelle des maschinellen Lernens sind bevorzugt Deep-Learning-Modelle und besonders bevorzugt kommen neuronale Netze zur Anwendung.
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Um eine kontinuierliche Verbesserung des Verfahrens zu ermöglichen, werden bei einer bevorzugten Ausgestaltung Datensätze aus Eingabeparametern und Ausgabeparametern, insbesondere von optimalen Produktionsparametern, optimierten Einstellungen und/oder Komponentenempfehlungen, automatisch und/oder durch einen Benutzer gespeichert und nachfolgend fortlaufend oder intermittierend zur Verbesserung der automatischen Ermittlung und insbesondere zur Verbesserung bestehender Vorhersagemodelle oder zum Erzeugen neuer Vorhersagemodelle genutzt. Generell ist es bevorzugt, dass der Schritt des automatischen Ermittelns auf einem oder mehreren Vorhersagemodellen beruht. Weiterhin ist generell eine Lernfähigkeit und damit einhergehend eine kontinuierliche Verbesserung auf Basis der empfangenen Daten, von Rückmeldungen eines Maschinenbedieners, von Eingaben des Herstellers und/oder des Betreibers der Textilmaschine und/oder aus beliebigen weiteren Quellen bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt ist, dass auf diese Weise ein kontinuierliches bzw. periodisches Mitlernen gewährleistet ist.
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Bei der Textilmaschine kann es sich grundsätzlich um eine beliebige, ein textiles Produkt herstellende und/oder bearbeitende Maschine handeln, wobei eine Gestaltung als Garn herstellende oder Spulen herstellende Textilmaschine bevorzugt ist. Abhängig vom Textilmaschinentyp können sich die Produktionsziele deutlich voneinander unterscheiden. So können das oder die Produktionsziele für eine garnherstellende Textilmaschine eine höchste Garngleichmäßigkeit, eine höchste Produktivität, eine definierte Feinheit, eine definierte Drehung, möglichst garngleiche Anspinner und/oder eine größtmögliche Garnqualität sein. Für eine Spulen herstellende Textilmaschine können das oder die Produktionsziele eine spezifisch definierte oder maximale Spulendichte, eine maximale Produktivität, ein möglichst garngleicher Spleiß und/oder eine größtmögliche Qualität sein. Bei anderen Textilmaschinentypen, wie Webmaschinen, kann ein Produktionsziel beispielsweise die Gleichmäßigkeit oder die Höhe von Flächengewichten sein. Bei Flyern, Karden und Strecken kann ein Produktionsziel insbesondere die Gleichmäßigkeit oder Feinheit des Faserbandes sein.
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Bevorzugt sind die mittels Ausgabeparameter ausgegebene Einstellungsempfehlung zu Komponenten der Textilmaschine beispielsweise spezifische Garnituren, Rotoren, Spinndüsen, Streckwerkskomponenten, Ring-Läufersystem, Hülsenformate, Abzugseinheiten, Spleißmittel Spulenaufnahmen und/oder Webmaschinentyp, Riet, Strickmaschinentyp, Stricknadeltyp. Auch können Empfehlungen zu Komponenten der weiteren Textilmaschinen ausgegeben werden, welche im Zuge der Weiterverarbeitung des textilen Produktes berücksichtigt werden können. Diese Empfehlungen können beispielsweise manuell oder automatisch berücksichtigt werden, letztere insbesondere indem die Textilmaschine und die weitere Textilmaschine miteinander Daten übertragend gekoppelt sind.
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Weiterhin bevorzugt können empfohlene Produktionsparameter beispielsweise die Produktionsgeschwindigkeit, den Luftdruck, den Verzug, die Spannung und/oder die Drehzahlen der Textilmaschine und/oder der weiteren Textilmaschine umfassen.
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Schließlich ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei dem der oder die Eingabeparameter vom Benutzer der Textilmaschine manuell eingegeben werden und/oder direkt aus der Textilmaschine ausgelesen werden können. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt, dass die Einstellungsempfehlungen manuell in die Textilmaschine, insbesondere in ein Human-Maschinen-Interface eingegeben, und/oder unmittelbar an die Textilmaschine übertragen werden. Dabei kann nach einer bevorzugten Ausführungsform ein Auslesen von Eingabeparametern aus der Textilmaschine und/oder aus der Empfangseinheit und/oder ein Übertragen von Einstellungsempfehlungen grundsätzlich in beliebiger Weise, insbesondere kabelgebunden oder kabellos, beispielsweise mittels NFC, WLAN, USB oder CAN erfolgen.
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Im Rahmen einer automatischen und/oder kontinuierlichen Verbesserung des Verfahrens, insbesondere der auszugebenden Einstellungsempfehlung und/oder der zugrundeliegenden Modelle, ist auch denkbar, eine Materialanalyse-Testmaschine in das Verfahren zu integrieren oder wenigstens die Empfangseinheit mit einer solchen zum Datenaustausch zu verbinden. So kann direkt einer Materialmessung die Komponente und Einstellung zugeordnet und das Ergebnis der Materialmessung direkt an die Empfangseinheit zurückgegeben werden.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und datenbasierten Assistenzsystems wird nachfolgend näher beschrieben.
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Um eine optimale Auswahl von Maschinenkomponenten sowie eine Auswahl der bestmöglichen Einstellungen einer Textilmaschine, insbesondere einer Spulmaschine, zu erreichen und so ein optimales textiles Produkt herstellen zu können, meldet sich der Maschinenbediener zunächst bei einem datenbasierten Assistenzsystem, beispielsweise mittels eines Tablet-Computers, an. Diese Identifikation des Benutzers hilft auf Daten vorheriger Benutzungen zurückzugreifen, benutzerabhängige Einstellungen abzurufen und/oder die Funktion des Assistenzsystems an den Benutzer oder sein Kompetenzniveau anzupassen. Zudem können zuvor von diesem Benutzer oder für diesen Benutzer gespeicherte Favoriten abgerufen werden.
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Im nächsten Schritt wird der Benutzer aufgefordert, die Parameter des Ausgangsmaterials und der verwendeten Textilmaschine einzugeben. Die Textilmaschine wird über die Typenbezeichnung oder die Seriennummer identifiziert. Darüber hinaus ist auch denkbar, dass das datenbasierte Assistenzsystem nur für einen spezifischen Textilmaschinentyp bereitgestellt wird und somit die detaillierten Parameter der zugehörigen Textilmaschine bereits gespeichert sind und entsprechend nicht eingegeben werden müssen.
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Als Parameter des Ausgangsmaterials werden zunächst Angaben zur verwendeten Garnkomponente als Ausgangsmaterial gemacht und dabei insbesondere der Typ und/oder das Material des verwendeten Garns sowie der jeweilige Mengenanteil der Materialien eingegeben. Nachfolgend werden die Garneigenschaften des Ausgangsmaterials entweder aus dem Speicher abgerufen oder vom Benutzer eingegeben, wobei hierbei beispielsweise die Garnart, die Drehrichtung des Garns und die Feinheit des Garns angegeben werden können.
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Nachfolgend erfolgt durch das datenbasierte Assistenzsystem eine automatische Ermittlung der idealen Maschinenkomponenten, wobei das Programm eine optimale Kombination aus Spleißkomponenten vorschlägt. Dies betrifft unter anderem den Typ des Spleißers, die Gestaltung des Öffnungsrohres, das zu verwendende Prisma, die Gestaltung des Verteilerblechs und den Scherenabstand. Alternativ bietet das datenbasierte Assistenzsystem auch eine manuelle Auswahl der Maschinenkomponenten, wobei jedoch nur Spleißkomponenten vorgeschlagen werden und/oder auswählbar sind, die mit dem Ausgangsmaterial gemäß den aufgenommenen Eingabeparametern des Ausgangsmaterials kompatibel sind. Der Benutzer bestätigt schließlich im datenbasierten Assistenzsystem, welche Maschinenkomponenten verwendet werden.
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Basierend auf den empfangenen Eingabeparametern und den darauf basierenden, vom Assistenzsystem empfohlenen, ausgegebenen und anschließend vom Benutzer ausgewählten bzw. bestätigten Maschinenkomponenten wird das textile Produkt hergestellt. Insbesondere erfolgt für die Spulmaschine dabei eine Vorhersage von Öffnungs- und Spleißeinstellungen durch Modelle des maschinellen Lernens. Diese optimalen Einstellungen können dann vom Benutzer manuell an der Steuerung der Spulmaschine oder der Spulstelle eingegeben werden oder aber direkt von dem datenbasierten Assistenzsystem kabellos an die Spulmaschine und/oder an die Spulstelle übertragen werden. Mit diesen optimierten Einstellungen und den ausgewählten optimalen Maschinenkomponenten ist dann ein bestmögliches Herstellen eines textilen Produktes möglich.
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Eine weitere Ausführung eines datenbasierten Assistenzsystems unterscheidet sich von der vorherigen Ausführung lediglich dadurch, dass im Rahmen der Aufnahme von Eingabeparametern zusätzlich auch ein Produktionsziel beim Benutzer abgefragt wird, wobei der Benutzer hier beispielsweise eine bestmögliche Qualität des textilen Produktes oder eine besonders hohe Effizienz und/oder Geschwindigkeit der Herstellung des textilen Produktes wählen kann. Diese Auswahl wird dann bei der Empfehlung der optimierten Einstellungen und/oder bei der Empfehlung optimaler Komponenten berücksichtigt.
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Um das Ergebnis der Empfehlung von optimierten Einstellungen und/oder optimalen Maschinenkomponenten mit der Zeit zu verbessern, kann bei dem datenbasierten Assistenzsystem zudem das Ergebnis der Empfehlung eingegeben werden. Dies kann auf Basis von Angaben des Benutzers zum erhaltenen textilen Produkt erfolgen, wobei das datenbasierte Assistenzsystem hierzu verschiedene Qualitätsmerkmale, wie die Gleichmäßigkeit des Garns, die Abweichungen in der Dicke des Garns, die Oberflächenqualität des Garns sowie das Auftreten von Fehlern im Garnverlauf, abfragt. Zudem kann das datenbasierte Assistenzsystem auch an eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle gekoppelt werden bzw. mit dieser Daten zur Qualität des textilen Produktes und/oder zu aufgetretenen Fehlern austauschen. Auf Basis solcher Rückmeldungen kann dann mittels Modellen des maschinellen Lernens die Qualität und Genauigkeit der Empfehlungen verbessert werden, um ein noch besseres textiles Produkt zu erhalten.