DE69004744T2

DE69004744T2 - Regelungsverfahren für die Drehfrequenz einer Webmaschine und Vorrichtung dafür.

Info

Publication number: DE69004744T2
Application number: DE90306262T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Sainen
Original assignee: Tsudakoma Industrial Co Ltd
Current assignee: Tsudakoma Corp
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2010-06-09
Also published as: EP0403175A2; JPH0314659A; EP0403175A3; JP2779208B2; EP0403175B1; US5155691A; KR910001125A; DE69004744D1; KR960009240B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Umlauffrequenz eines Webautomaten und eine Vorrichtung dafür.
In einem Webautomaten hängt die Umlauffrequenz, bei der die Produktionsmenge maximiert wird, nicht nur von der Art des Webautomaten und des resultierenden Webstoffs, sondern auch vom Können einer Bedienungsperson und der Toleranzgrenze der Webstoffqualität oder dergleichen ab. Deshalb gibt es bei der Webmaschine sowohl den Fall, daß die Produktionsmenge verringert wird, wenn die Umlauffrequenz erhöht wird, als auch den anderen Fall, daß die Produktionsmenge erhöht wird, wenn die Umlauffrequenz verringert wird.
Die obigen Fälle ereignen sich aus dem Grunde, daß beim Erhöhen der Umlauffrequenz Ketten-Endbruch und nicht zufriedenstellender Schußeintrag aufzutreten neigen und folglich die Anzahl von Stillständen oder die Stillstandsfrequenz (Häufigkeit des Maschinenstillstands) des Webautomaten aufgrund von Ketten- Endbruch und nicht zufriedenstellendem Schußeintrag erhöht wird. Wenn die Stillstandsfrequenz des Webautomaten erhöht wird, werden der Arbeitsspielraum der Bedienungsperson und der Verfügbarkeitsgrad des Webautomaten verringert, so daß sich eine weitere Verringerung der Produktionsmenge als vor der Vergrößerung der Umlauffrequenz ergibt und überdies eine Verschlechterung der Webstoff-Qualität auftritt.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 61-2390567 (US-PS 4,736,342, EP-A-0182382) hat ein Verfahren gezeigt, die Umlauffrequenz eines Webautomaten zu erhöhen, wenn ein Spielraum für den Verfügbarkeitsgrad des Webautomaten hergestellt wird, um es zu gestatten, die Produktionsmenge zu erhöhen, indem die Umlauffrequenz eines Webautomaten gesteuert wird.
Da die Umlauffrequenz auf der Basis des Verfügbarkeitsgrads bestimmt wird, der sich durch Variieren der Umlauffrequenz ergibt, ist gemäß diesem herkömmlichen Steuerungsverfahren der Webautomat jedoch der Wiederholung einer Reihe von Schritten ausgesetzt, d.h. z.B. der Erhöhung des Verfügbarkeitsgrads, der Erhöhung der Umlauffrequenz, der Erhöhung der Stillstandsfrequenz, der Verringerung des Verfügbarkeitsgrads, der Verringerung der Umlauffrequenz, der Verringerung der Stillstandsfrequenz, der Erhöhung des Verfügbarkeitsgrads und der Erhöhung der Umlauffrequenz. Daher muß in dem herkömmlichen Steuerungsverfahren die Umlauffrequenz zeitweise verringert werden, so daß die Zunahme der endgültigen Produktionsmenge klein ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Webautomaten und eine Vorrichtung dafür zu schaffen, welche den Betrieb des Webautomaten bei der sogenannten optimalen Umlauffrequenz gestatten, bei der die Produktionsmenge pro Zeiteinheit am größten wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Umlauffrequenz eines Webautomaten geschaffen, das die Schritte aufweist:
(a) Ausführen einer Vielzahl von Versuchsläufen eines Webautomaten bei verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen zur Bestimmung eines Wertes, der die Beziehung zwischen der Maschinenverfügbarkeitszeit und der Gesamtlaufzeit für jede der verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen anzeigt;
(b) Bestimmen der Werte der Koeffizienten (a&sub1;, a&sub2;, a&sub3;, ... an, b) in einer Gleichung der Form
R = T&sub0;-(a&sub1;N + a&sub2;N² + a&sub3;N³ + ... anNn + b),
wobei R die Maschinenverfügbarkeitszeit, T&sub0; die Gesamtlaufzeit und N die Umlauffrequenz des Webautomaten ist, die die Beziehung zwischen der Maschinenverfügbarkeitszeit und der Umlauffrequenz approximiert, wobei die im Schritt (a) erhaltenen Werte verwendet werden;
(c) Bestimmen der optimalen Umlauffrequenz durch die Berechnung einer Wurzel in N der Gleichung P = NR, in der P die maximale Menge eines Produktes ist, das in der Gesamtlaufzeit T&sub0; produziert werden kann und mit R über N über die im Schritt (b) verwendete Gleichung zusammenhängt; und
(d) Betreiben des Webautomaten mit der im Schritt (c) erhaltenen optimalen Umlauffrequenz.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern der Umlauffrequenz eines Webautomaten geschaffen, die folgendes aufweist: eine Steuereinrichtung zum Steuern des Webautomaten, um eine Vielzahl von Versuchsläufen bei verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen auszuführen; und eine Berechnungseinrichtung zum Erhalten von Werten, die die Maschinenverfügbarkeitszeit zur Laufzeit für jede Umlauffrequenz in Beziehung setzen, Bestimmen der Koeffizienten (a&sub1;, b&sub2;, c&sub3;, ..., an, b) in einer Gleichung der Form R = T&sub0; -(a&sub1;N¹ + a&sub2;N² + a&sub3;N³ + ... + anNn + b), wobei R die Maschinenverfügbarkeitszeit ist, T&sub0; die Gesamtlaufzeit ist, und N die Umlauffrequenz des Webautomaten (10) ist, Verwenden dieser Werte und Bestimmen der optimalen Umlauffrequenz für den Webautomaten durch Berechnung einer Wurzel in N der Gleichung P = NR, in der P die maximale Menge eines Produkts ist, das in einer gegebenen Zeit reduziert werden kann, und R mit N durch die Beziehung der Form T&sub0; -(a&sub1;N + a&sub2;N² + a&sub3;N³ + ... anNn + b) zusammenhängt, wobei die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um die Umlauffrequenz des Webautomaten auf die berechnete optimale Umlauffrequenz für die Produktion zu steuern.
In einer Textilfabrik werden die Produktionsmenge P (Schußfäden) an Webstoff pro Schicht, die Umlauffrequenz N (U/min.) des Webautomaten und die Betriebszeit R (min.) im allgemeinen wie folgt ausgedrückt
P = N R (1)
In den Formeln (1) und (2) stellt T&sub0; die Zeiteinheit dar, d.h. die Schichtzeit (min.), die normalerweise bekannt ist. Weiterhin stellt n die Anzahl von Malen des Stillstands des Webautomaten oder die Gesamtstillstandsfrequenz dar. Des weiteren stellt τs die Stillstandszeit (min.) beim S-ten Stillstand des Webautomaten dar und ist als die Summe der Weberwartezeit (Ws) am S-ten Stillstand und der Instandsetzungszeit (Vs) am S-ten Stillstand definiert.
Weberwartezeit bedeutet hier eine Zeitdauer vom Zeitpunkt, in dem der Webautomat angehalten wird, bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Weber kommt, um diesen angehaltenen Webautomaten instandzusetzen. Des weiteren bedeutet die Instandsetzungszeit die für die Instandsetzung durch den Weber beanspruchte Zeit. Die Betriebszeit R ist definiert als die Summe der Zeit, in der der Stoff tatsächlich gewebt wird.
Da die Betriebszeit R aus der Gleichung (1) wie folgt erhalten wird:
R = P/N (3),
kann die Beziehung zwischen P, N und R mittels einer Vielzahl von Hyperbeln (sechs Hyperbeln sind in Fig. 1 gezeigt) P&sub1; bis P&sub6;, wie in Fig. 1 gezeigt, mit der Produktionsmenge P als Parameter ausgedrückt werden. Die Produktionsmengen verhalten sich wie folgt:
P&sub1; > P&sub2; > P&sub3; > P&sub4; > P&sub5; > P&sub6;
Wird die Umlauffrequenz erhöht, so wird im allgemeinen die Gesamtstillstandsfrequenz erhöht, so daß sich dadurch die Betriebszeit verringert. Wenn die Gleichung, die die Beziehung zwischen der Umlauffrequenz N und der Betriebszeit R darstellt, durch eine in Fig. 1 gezeigte Linie LR dargestellt werden kann, kann daher die optimale Umlauffrequenz, bei der die Produktionsmenge das Maximum erreicht, erhalten oder berechnet werden, indem die Gleichung, die die Linie LR darstellt1 und die Gleichung (1), die die Hyperbeln darstellt, verwendet werden.
Im Falle von Fig. 1, in der die Kurven, die gleichzeitig der die Linie LR darstellenden Gleichung und der die Hyberbeln darstellenden Gleichung genügen, die Kurven P&sub3; bis P&sub6; sind, die die Linie LR berühren oder die Linie LR überqueren, ist die Kurve von den sechs Hyperbeln, die der maximalen Produktionsmenge entspricht, die Hyperbel P&sub3;, die die Linie LR berührt, und die Koordinaten des Berührungspunkts A&sub0; der Linie LR mit der Hyperbel P&sub3; ergeben die Betriebszeit R&sub0;, die der maximalen Produktionsmenge entspricht, und die Umlauffrequenz N&sub0;, die der optimalen Umlauffrequenz entspricht.
Kennt man daher die Beziehung zwischen der Umlauffrequenz N und der Betriebszeit R, so kann die tatsächliche optimale Umlauffrequenz als die Umlauffrequenz erhalten werden, die dem Berührungspunkt der Kurve und der Linie LR miteinander entspricht.
Da jedoch n, τs, Ws und Vs oder dergleichen, wie oben erwähnt, nicht nur in Abhängigkeit von der Art des Webautomaten und des resultierenden Webstoffs, sondern auch vom Können der Bedienungsperson und von der Toleranzgrenze der Webstoffqualität oder dergleichen variieren, ist unklar, von welcher Art einer geraden Linie oder Kurve die Linie LR ist, die die Beziehung zwischen dem Umlauffrequenz-Faktor und dem Betriebszeit-Faktor darstellt. Somit ist unklar, was die Funktion R = f(N) ist, die die Beziehung zwischen dem Umlauffrequenz-Faktor und dem Betriebszeit-Faktor darstellt, d.h., was die Gleichung ist, die die Beziehung zwischen dem Umlauffrequenz-Faktor und dem Betriebszeit-Faktor darstellt.
Da sich aus der Gleichung (2) ergibt, daß die Gesamtstillstandszeit des Webautomaten Im Verhältnis zur Umlauffrequenz vergrößert wird, kann andererseits die Beziehung zwischen der Gesamtstillstandszeit und der Umlauffrequenz N als durch eine gerade Linie Lτ approximiert ausgedrückt werden, wie in Fig. 1 gezeigt. In Fig. 1 stellt die Ordinate der geraden Linie Lτ die Gesamtstillstandszeit dar.
Infolgedessen wird die gerade Linie Lτ, die die Gesamtstillstandszeit
darstellt, linear zu der folgenden Gleichung (4) approximiert
indem die unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" verwendet werden, und die Gleichung (4) wird durch die Gleichung (2) substituiert, so daß die Linie LR, die die Beziehung zwischen der Umlauffrequenz N und der Betriebszeit R repräsentiert, durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden kann:
R = T&sub0; - aN - b (5)
Die nachfolgende Gleichung (6) kann durch Substituieren der Gleichung (5) durch die Gleichung (1) erhalten werden.
aN² - (T&sub0; - b)N + P = 0 (6)
Eine Lösung der Gleichung (6) ist wie folgt:
N = {(T&sub0; - b) ± (T&sub0; - b)² - 4aP} / 2a
Da, wie oben erwähnt> die maximale Produktionsmenge der Wert von P zu dem Zeitpunkt ist, in dem die gerade Linie der Gleichung (5) die Kurve berührt, das heißt, wenn N von Gleichung (6) mehrfache Wurzeln hat, ergibt eine Lösung der Diskriminante (7) der Gleichung (6),
(T&sub0; - b)² - 4aP = 0 (7)
das heißt,
P = (T&sub0; - b)²/4a (8)
die maximale Produktionsmenge, und die Umlauffrequenz N, ausgedrückt durch die folgende Gleichung (9), das heißt,
N = (T&sub0; - b) / 2a (9)
ergibt die optimale Umlauffrequenz.
Deshalb werden gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Paaren von Betriebszeit-Faktoren und Umlauffrequenz-Faktoren durch eine Vielzahl von Versuchsläufen gewonnen, werden dann die unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" durch Verwenden der gewonnenen Betriebszeit-Faktoren und der gewonnenen Umlauffrequenz-Faktoren erhalten und wird danach die optimale Umlauffrequenz erhalten> indem die erhaltenen unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" verwendet werden. Da die Schichtzeit T&sub0; bekannt ist, können die unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" ferner dadurch erhalten werden, daß die simultanen Gleichungen gelöst werden, die beispielsweise durch Substituieren jedes Betriebszeit-Faktors und jedes Umlauffrequenz-Faktors in die Gleichung (5) oder mit Hilfe einer Regressionsanalyse, etwa einer Methode der kleinsten Quadrate, erhalten werden. Des weiteren kann die optimale Umlauffrequenz durch Substituieren der erhaltenen unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" in die Gleichung (9) gewonnen werden.
Während die vorliegende Erfindung bis hierhin als auf den Fall anwendbar erläutert wurde, daß die Funktion, die die Beziehung zwischen der Umlauffrequenz und der Betriebszeit darstellt, und die Gesamtstillstandszeit durch die gerade Linie ausgedrückt wird, läßt sich die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwenden, daß die Gesamtstillstandszeit durch die folgende Kurve ausgedrückt werden kann:
Da die unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" in der veränderlichen Gleichung oder die Linie LR, die die Beziehung zwischen dem Umlauffrequenz-Faktor und dem Betriebszeit-Faktor darstellt, dadurch erhalten werden, daß jede Versuchsumlauffrequenz und jede durch eine Vielzahl von Versuchsläufen des Webautomaten erhaltene Betriebszeit verwendet werden, wird der Webautomat gemäß der vorliegenden Erfindung bei der optimalen Umlauffrequenz betrieben, die auf herkömmliche Weise nicht zu erhalten gewesen war, so daß die Produktionsmenge pro Zeiteinheit das Maximum erreicht.
Vorzugsweise wird wenigstens eine der Versuchsumlauffrequenzen durch die Anwendung einer Fuzzy-Inferenz in dem Versuchslauf bestimmt. Wenn dies geschieht, ergibt die Umlauffrequenz in dem Versuchslauf einen der optimalen Umlauffrequenz nahen Wert, und außerdem wird die Betriebszeit, die der Umlauffrequenz entspricht, nahe der optimalen Umlauffrequenz erhalten, so daß die Sicherheit der erhaltenen optimalen Umlauffrequenz und die der erhaltenen unbestimmten Koeffizienten verbessert wird.
Vorzugsweise wird jede Betriebszeit nach dem Versuchslauf für eine vorbestimmte Zeitdauer, die kürzer als die Zeiteinheit ist, geschätzt. Je länger die Versuchslaufzeit ist, desto besser ist die Sicherheit der erhaltenen Betriebszeit in dem Versuchslauf und die der erhaltenen optimalen Umlauffrequenz. Ist jedoch die Versuchslaufzeit lange so wird während des Versuchslaufs eine große Menge Webstoff erzeugt, so daß die Produktionsmenge nicht so sehr erhöht wird. Wird andererseits die Betriebszeit pro Zeiteinheit auf der Basis der Betriebszeit in dem Versuchslauf geschätzt, so ist das erhaltene Ergebnis im wesentlichen dem ähnlich, das in dem Fall erhalten wird, daß die Versuchslaufzeit lang gemacht wird, obwohl die tatsächliche Versuchslaufzeit kurz ist, so daß die Produktionsmenge erhöht wird.
Vorzugsweise wird jeder Versuchslauf einer Vielzahl von Webautomaten für das Webprodukt desselben skalierten Produkts gleichzeitig durchgeführt, um die Betriebszeit für jeden Versuchslauf und die Anzahl der Automaten als die gesamte Betriebszeit einer Vielzahl von Webautomaten zu erhalten. Dementsprechend wird durch Zusammenzählen der Daten von einer Vielzahl von Webautomaten das erhaltene Ergebnis im wesentlichen dem ähnlich, das in dem Fall erhalten wird, daß die Versuchslaufzeit lang gemacht wird, obwohl die Versuchslaufzeit des einzelnen Webautomaten kurz ist, so daß die Produktionsmenge erhöht wird.
Wenn die Anzahl von Malen des Stillstands des Webautomaten während des Versuchslaufs gezählt wird und der Zählwert einen vorbestimmten Wert überschreitet oder voraussichtlich einen vorbestimmten Wert überschreiten wird, wird die Versuchsumlaufzeit vorzugsweise variiert. Auf diese Weise läßt sich verhindern, daß sich die Qualität des Webstoffs während des Versuchslaufs verschlechtert. Da weiterhin eine Umlauffrequenz, die unzureichend ist, um die Referenzanzahl von Malen des Stillstands des Webautomaten abzudecken, von der optimalen Umlauffrequenz entfernt liegt, ist die Sicherheit der optimalen Umlauffrequenz gering, die durch Verwendung von unter einer solchen Bedingung erhaltenen Daten erhalten wird, gering. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Uulauffrequenz in dem Versuchslauf wie oben erwähnt variiert wird, der Versuchslauf bei einer Umlauffrequenz durchgeführt, die der Referenzanzahl von Malen des Stillstands des Webautomaten genügt, so daß die Sicherheit der erhaltenen optimalen Umlauffrequenz verbessert wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Beispielen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird> worin:
Fig. 1 ein Graph zur Erläuterung des Prinzips ist, das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt;
Fig. 2 eine graphische Darstellung ist, die eine Ausführungsform eines Webautomaten zeigt> der mit einer Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 3 eine Schemadarstellung ist, die den Weg des Kettfadens des in Fig. 2 gezeigten Webautomaten zeigt;
Fig. 4 ein Schaltplan ist, der eine Ausführungsform einer Betriebsüberwachungseinrichtung zur Verwendung im in Fig. 2 gezeigten Webautomaten zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs eines Umlauffrequenz- Controllers ist;
Fig. 6 ein Graph ist, der eine Ausführungsform der Mitgliedsfunktionen zeigt, die für den Umlauffrequenz-Controller verwendet werden, der mit einer Fuzzy-Schlußfolgerungs-Funktion versehen ist;
Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines anderen Betriebs des Umlauffrequenz-Controllers ist; und
Fig. 8 ein Graph zur Erläuterung der Wichtung ist, die für die Berechnung der geschätzten Stillstandszeit oder dergleichen benutzt wird.
Mit Bezug auf Fig. 2 enthält ein Webautomat 10 eine Dreh-Längenmeß-Speichereinheit 14 für einen Schußfaden 12. Der Schußfaden 12 ist um eine Vorratsspule 16 gewickelt. Der Schußfaden 12 wird von der Vorratsspule 16 über die Längenmeß-Speichereinheit 14 einer bekannten Schußeintragseinheit 18 zugeführt und mittels der Schußeintragseinheit 18 in ein Fach 22 einer Kette 20 eingetragen.
Wenn der Schußeintrag nicht stattfindet, greift am Schußfaden 12 ein Stift 26 an, der von einem Elektromagneten 24 angetrieben wird, um zu verhindern, daß der Schußfaden 12 von der Außenumfangsfläche einer Trommel 28 freigegeben wird, die sowohl zur Längenmessung als auch zum Speichern verwendet wird. Außerdem wird der Schußfaden 12 mit der Drehung eines Fadenführers 30 in einer vorbestimmten Länge um die Außenumfangsfläche der Trommel 28 gewickelt.
Wenn der Schußeintrag stattfindet, wird der Schußfaden 12 vom Stift 26 freigegeben und wird zusammen mit Flüssigkeit zum Eintrag in das Fach 22 der Kette 20 aus einer Hauptdüse 32 der Schußeintragseinheit 18 ausgestoßen. Die Schußeintragseinheit 18 enthält eine Vielzahl von Sub-Düsen 34, die Strömungsmittel ausstoßen, um den Schußfaden 12 während des Schußeintrags in eine vorbestimmte Richtung zu treiben.
Aus einer Druckquelle 36 wird der Hauptdüse 32 über einen Druckregler 38 und ein Schaltventil 40 Arbeitsflüssigkeit zugeführt. Die Arbeitsflüssigkeit der Druckquelle 36 wird jeder Sub-Düse 34 über einen Druckregler 42 und ein Schaltventil 44 zugeführt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist jede Kette 20 um einen Ablaß-Baum 46 gewickelt. Die Kette 20 vom Ablaß-Baum 46 wird über eine Spannwalze 48 einem Webabschnitt zugeführt. Im Webabschnitt wird das Fach 22 der Kette 20 durch eine Vielzahl von Litzen 50 geformt. Der Schußfaden 12 wird in das Fach 22 eingetragen, und wird durch ein Riet 52 an ein Gewebefell angeschlagen, um zu einem Stoff 54 gewebt zu werden. Der Webstoff 54 wird über einen Vorspannbaum 56, eine Führungswalze 58, eine Aufnahmewalze 60 und eine Führungswalze 62 auf einen Aufnahmebaum 64 aufgewickelt.
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, enthält der Webautomat 10 außerdem einen Motor 68 für eine Hauptwelle 66 zum Antrieb des Riets 52. Die Drehung des Motors 68 wird über einen Verbindungsmechanismus 70 zu der Hauptwelle 66 übertragen. Die Hauptwelle 66 ist mit einem Codierer 72 zum Erzeugen eines Drehwinkelsignals, das dem Drehwinkel der Hauptwelle entspricht, und einer elektromagnetbetriebenen Bremse 74 für die Hauptwelle 66 verbunden. Die Längenmeß-Speichereinheit 14, die Schußeintragseinheit 18, der Ablaßbaum 46, die Litzen 50, das Riet 52 und die Aufnahmewalze 60 werden synchron mit der Drehung der Hauptwelle 66 angetrieben.
Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält eine Vorrichtung zum Steuern des Webautomaten 10einen Haupt-Controller 76, eine Eingabeeinheit 78 zum Einstellen der Umlauffrequenz in einem Versuchslauf und der Versuchslaufzeit, einen Umlauffrequenz-Controller 82, um die optimale Umlauffrequenz des Webautomaten auf der Basis der in der Eingabeeinheit 78 eingestellten Daten und einem von einem Betriebsüberwachungsgerät 80 zugeführten Signal zu berechnen oder zu errechnen, und einen Umlauf-Controller 84, um den Motor 68 auf der Basis eines Ausgangssignals des Umlauffrequenz-Controllers 82 mit der vorbestimmten Umlauffrequenz zu drehen.
Der Haupt-Controller 76 empfängt ein Ausgangssignal eines bekannten Schußeintragsdetektors 86 zur Erzeugung eines Schußstillstandssignals, das darstellt, daß ein Schußeintrag nicht stattfindet, ein Ausgangssignal einer bekannten Fadenreitereinheit 88 zur Erzeugung eines Kettenstillstandssignals, das darstellt, daß die Kette 20 einem Endbruch ausgesetzt ist, ein Ausgangssignal des Codierers 72 und ein Ausgangssignal des Umlauffrequenz-Controllers 82. Der Schußeintragsdetektor 86 erzeugt auf der Basis eines Ausgangssignals eines bekannten Schußfadensensors 90 zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das dem Vorhandensein oder dem Fehlen des Schußfadens 12 entspricht, ein vorbestimmtes elektrisches Signal.
Der Haupt-Controller 76 führt auf der Basis der jeweiligen Eingangssignale und der in einem internen Speicher gespeicherten Steuerinformationen die Ablaufsteuerung duch, die für verschiedene Steuerungen der Längenmessung des Schußfadens 12, des Speicherns und des Eintrags des Schußfadens 12, der Ablaßbewegung der Kette 20, des Betriebs der Litze 50, der Aufnahmebewegung des Webstoffs 54 und des Start- und Stoppbetriebs von verschiedenen Einheiten, die den Webautomaten bilden, erforderlich ist. Außerdem gibt der Haupt-Controller 76 zu dem Betriebsüberwachungsgerät 80 ein Laufsignal aus, das darstellt, daß der Webautomat 10 in einem Laufzustand ist oder nicht.
Das Betriebsüberwachungsgerät 80 berechnet die Menge an produziertem Webstoff 54, den durch den Stillstand des Schußfadens 12 verursachten Schußstillstandspegel, den durch den Stillstand der Kette 20 verursachten Kettenstillstandspegel, den Stillstandspegel des Webautomaten, der als der Gesamtstillstandspegel des ganzen Webautomaten dient, die Gesamtstillstandsfrequenz des Webautomaten, die Gesamtstillstandszeit des Webautomaten, die Betriebszeit, die als die Gesamtzeit definiert ist, in der der Stoff tatsächlich gewebt wird, die Laufzeit, die als die Summe aus der Gesamtstillstandszeit und der Betriebszeit definiert ist, und den Verfügbarkeitsgrad des Webautomaten auf der Basis des Drehwinkelsignals, das vom Codierer 72 geliefert wird, und des Schußstillstandssignals, des Kettenstillstandssignals und des Laufsignals des Webautomaten, die vom Haupt-Controller 76 geliefert werden> wodurch die oben erwähnten berechneten Daten dem Umauffrequenz-Controller 82 und einem Anzeigemonitor 92 zugeführt werden. Der Schußstillstandspegel, der Kettenstillstandspegel und der Stillstandspegel des Webautomaten sind jeder als Gesamtstillstandsfrequenz pro Produktionsmengeneinheit des Webstoffs definiert.
Die Eingabeeinheit 78 ist mit einer Vielzahl von Paaren von Einstellern 94, 96 zum Einstellen der Versuchslaufzeit oder Meßzeit bzw. der Versuchsumlauffrequenz oder Meßumlauffrequenz sowie einem Tastschalter 98 zum Eingeben eines Versuchslauf-Startbefehls in den Umlauffrequenz-Controller 82 ausgerüstet. In den Einstellern 94 bzw. 96 eingestellte Werte werden dem Umlauffrequenz- Controller 82 und dem Anzeigemonitor 92 zugeführt.
Der Umlauffrequenz-Controller 82 berechnet oder errechnet die Umlauffrequenz des Webautomaten auf der Basis aller Daten, die von dem Betriebsüberwachungsgerät 80 und der Eingabeeinheit 78 geliefert werden, und gibt dann ein Signal, das der berechneten Umlauffrequenz des Webautomaten entspricht, zu einem Druck-Controller 100 und einem Timing-Controller 102 aus.
Der Druck-Controller 100 steuert die Druckregler 38, 42 auf der Basis eines von Umlauffrequenz-Controller 82 gelieferten Signals, um den Druck der Arbeitsflüssigkeit zu regeln, die aus der Druckquelle 36 der Hauptdüse 32 und jeder Sub-Düse 34 der Schußeintragseinheit 18 zugeführt wird. Der Timing- Controller 102 steuert den Elektromagneten 24 auf der Basis des vom Umlauffrequenz-Controller 82 gelieferten Signals, um die Schaltventile 40, 44 für die Arbeitsflüssigkeit zu regeln.
Wie in Fig. 4A und 4B gezeigt, weist das Betriebsüberwachungsgerät 80 zur Erzeugung verschiedener Informationen Anschlüsse 104, 106, 108 bzw. 110 auf, um sowohl das vom Codierer 72 gelieferte Drehwinke1signal der Hauptwelle als auch das Schußstillstandssignal, das Kettenstillstandssignal und das Laufsignal des Webautomaten zu empfangen, die vom Haupt-Controller 76 geliefert werden.
Das Drehwinkelsignal wird einem Komparator 112 zugeführt. Im Komparator 112 wird das Drehwinkelsignal mit einem Referenzwinkel θ&sub0; verglichen, d.h. mit in einem Referenzwinkeleinsteller 114 eingestellten 0 Grad. Der Komparator 112 gibt einen Signalimpuls ab, wenn das Drehwinkelsignal als der Referenzwinkel θ&sub0; angesehen wird. Dieser Signalimpuls wird in einem Zähler 116 gezählt. Da der Signalimpuls jedes Mal dann abgegeben wird> wenn das Drehwinkelsignal einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Zählwert des Zählers 116 von einem Anschluß 118 als Information ausgegeben, die die Produktionsmenge darstellt.
Das Schußstillstandssignal wird einem Zähler 120 zugeführt, um die durch den Schußfaden verursachte Stillstandsfrequenz zu erhalten. Der Zählwert des Zählers 120 wird einem Teiler 122 als ein Signal zugeführt, das die Schußstillstandsfrequenz darstellt. Im Teiler 122 wird der Zählwert des Zählers 120 durch einen Wert geteilt, der der vom Zähler 116 gelieferten Produktionsmenge entspricht. Ein Ausgangssignal des Teilers 122 wird in einem Multiplizierer 124 mit einem in einem Einsteller 126 eingestellten Wert multipliziert, um die Schußstillstandsfrequenz pro Produktionsmengeneinheit (beispielsweise hunderttausend Schußfäden) zu erhalten. Das resultierende Ausgangssignal des Multiplizierers 124 wird von einem Anschluß 128 als Information ausgegeben, die den Schußstillstandspegel darstellt.
Das Kettenstillstandssignal wird einem Zähler 130 zugeführt, um die durch die Kette verursachte Stillstandsfrequenz zu erhalten. Der Zählwert des Zählers 130 wird einem Teiler 132 als ein Signal zugeführt, das die Kettenstillstandsfrequenz darstellt. Im Teiler 132 wird der Zählwert des Zählers 130 durch den Wert geteilt, der der vom Zähler 116 zugeführten Produktionsmenge entspricht. Ein Ausgangssignal des Teilers 132 wird in einem Multiplizierer 134 mit einem in einem Einsteller 136 eingestellten Wert multipliziert, um die Kettenstillstandsfrequenz pro Produktionsmenge (beispielsweise hunderttausend Schußfäden) zu erhalten. Das sich ergebende Ausgangssignal des Multiplizierers 134 wird von einem Anschluß 138 als Information ausgegeben, die den Kettenstillstandspegel darstellt.
Die Zählwerte der Zähler 120 und 130 werden mittels eines Addierers 140 addiert, um die durch den Schußfaden und die Kette verursachte Maschinenstillstandsfrequenz zu erhalten. Ein von dem Addierer 140 erzeugter Wert wird von einem Anschluß 142 als Information ausgegeben, die die Maschinenstillstandsfrequenz darstellt.
Der von dem Addierer 140 ausgegebene Wert wird außerdem einem Teiler 144 zugeführt. Im Teiler 144 wird der vom Addierer 140 ausgegebene Wert durch den Wert geteilt, der der vom Zähler 116 gelieferten Produktionsmenge entspricht. Ein vom Teiler 140 ausgegebener Wert wird in einem Multiplizierer 146 mit einem in einem Einsteller 148 eingestellten Wert multipliziert, um den Stillstandspegel des Webautomaten pro Produktionsmengeneinheit (beispielsweise hunderttausend Schußfäden) zu erhalten. Der sich ergebende Ausgangswert des Multiplizierers 146 wird von einem Anschluß 150 als Information ausgegeben, die den durch den Schußfaden und die Kette verursachten Stillstandspegel des Webautomaten darstellt.
Das Laufsignal wird einem Eingangsanschluß eines UND-Gatters 152, das zwei Eingangsanschlüsse aufweist, und außerdem über einen Inverter 156 einem Eingangsanschluß noch eines UND-Gatters 154 mit zwei Eingangsanschlüssen zugeführt. Ein Taktsignal mit einer festen Frequenz wird von einem Oszillator 158 dem anderen Eingangsanschluß des UND-Gatters 152 und dem des UND-Gatters 154 zugeführt. Ein Ausgangssignal des UND-Gatters 152 und das des UND-Gatters 154 werden durch Zähler 160 bzw. 162 gezählt.
Da das UND-Gatter 152 nur dann offen ist, wenn sich der Webautomat in einem Betriebszustand befindet, stellt der Zählwert des Zählers 160 die tatsächliche Laufzeit dar, d.h. die Betriebszeit des Webautomaten. Andererseits stellt der Zählwert des Zählers 162 die Gesamtstillstandszeit des Webautomaten dar, da das UND-Gatter 154 nur dann offen ist, wenn sich der Webautomat nicht in einem Betriebszustand befindet. Der Zählwert des Zählers 160 und der des Zählers 162 werden von Anschlüssen 164 bzw. 166 ausgegeben.
Der Zählwert des Zählers 160 und der des Zählers 162 werden mittels eines Addierers 168 addiert, um danach einem Teiler 170 zugeführt zu werden. Im Teiler 170 wird der Zählwert des Zählers 160 durch einen vom Addierer 168 gelieferten Wert geteilt, um den Verfügbarkeitsgrad zu erhalten, und danach wird der sich ergebende Wert in einem Multiplizierer 172 mit einem festen Wert (Einhundert) multipliziert, der in einem Einsteller 174 eingestellt wird. Ein Ausgangssignal des Multiplizierers 172 wird als Information, die den Verfügbarkeitsgrad darstellt, von einem Anschluß 176 ausgegeben.
Ein Ausgangssignal des Addierers 168 wird außerdem von einem Anschluß 178 als Information ausgegeben, die die Laufzeit darstellt, welche als die Summe der Betriebszeit und der Gesamtstillstandszeit definiert ist.
Alle an den Anschlüssen 118, 128, 138, 142, 150, 164, 166, 176 und 178 erhaltenen Informationen werden dem Umlauffrequenz-Controller 82 zugeführt und außerdem auf dem Anzeigemonitor 92 angezeigt.
Der in jedem der Einsteller 126, 136 und 148 eingestellte Wert kann beispielsweise als Hunderttausend definiert sein. Der im Einsteller 174 eingestellte Wert ist als Einhundert definiert.
Der Schußstillstandspegel, der Kettenstillstandspegel und der Maschinenstillstandspegel können als die entsprechende Stillstandsfrequenz pro Längeneinheit des Webstoffs pro Laufzeiteinheit oder pro Betriebszeiteinheit definiert sein.
Als nächstes wird der Betrieb des Umlauffrequenz-Controllers 82 mit Bezug auf Fig. 5 erläutert.
Wird der Schalter 98 betätigt, so führt der Umlauffrequenz-Controller 82 die Schritte durch, eine Vielzahl von Meßumlauffrequenzen und eine Vielzahl von Meßzeiten zu lesen, die in den Einstellern 94 bzw. 96 eingestellt sind, die Umlauffrequenz des Webautomaten zu einer der eingelesenen Meßumlauffrequenzen zu ändern, zu bestimmen, ob die vom Betriebsüberwachungsgerät 80 gelieferte Laufzeit die eingelesene Meßzeit erreicht oder nicht und dann die Umlauffrequenz N und die Betriebszeit R in einem Speicher zu speichern, wenn die Laufzeit einen vorbestimmten Wert erreicht. Die oben genannten Schritte werden für jede der eingelesenen Meßumlauffrequenzen durchgeführt (Schritte (1) bis (4)).
Somit wird eine Vielzahl von Versuchsläufen bei verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen durchgeführt, um die Betriebszeit und die Umlauffrequenz für jeden Versuchslauf zu erhalten. Statt der Betriebszeit kann die tatsächliche Betriebszeit in dem Versuchslauf oder die Betriebszeit pro Zeiteinheit (beispielsweise eine Schichtzeit) verwendet werden, die auf der Basis der Versuchsbetriebszeit erhalten wird. Vorzugsweise werden die jeweiligen Versuchslaufzeiten konstant gemacht, obwohl sie für jeden Versuchslauf variiert werden können.
Als nächstes führt der Umlauffrequenz-Controller 82 für jeden Versuchslauf die Berechnung der Funktion R = f(N), z.B. der Gleichung (5), die die Beziehung zwischen dem Betriebszeit-Faktor und dem Umilauffrequenz-Faktor darstellt, auf der Basis sowohl einer Schichtzeit T&sub0; als auch jeder erhaltenen Umlauffrequenz und jeder erhaltenen Betriebszeit durch. Diese Berechnung wird durchgeführt, indem die unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" mit Hilfe einer Substitution sowohl einer Schichtzeit T&sub0; als auch der Betriebszeit und der Umlauffrequenz für jeden Versuchslauf durch die Gleichung (5) oder mit Hilfe einer Regressionsanalyse, wie einer Methode der kleinsten Quadrate, errechnet werden.
Anschließend führt der Umlauffrequenz-Controller 82 die Berechnung der Gleichung (9) durch, indem die berechneten unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" benutzt werden, um die optimale Umlauffrequenz zu erhalten (Schritt (6)), und ändert dann die Umlauffrequenz des Webautouaten 10 in die erhaltene optimale Umlauffrequenz (Schritt (7)).
Wenn der Webautomat 10 bei der optimalen Umlauffrequenz betrieben wird, die wie oben erwähnt erhalten wird, wird die maximale Produktionsmenge erhalten, da die optimale Umlauffrequenz als die Umlauffrequenz definiert ist, die einem Berührungspunkt einer Kurve, die die Beziehung zwischen der Produktionsmenge P, der Umlauffrequenz N und der Betriebszeit R darstellt, mit einer Linie entspricht, die der Formel, d.h. der Funktion R = f(N) entspricht, die die Beziehung zwischen der Umlauffrequenz N und der Betriebszeit R darstellt.
Vorzugsweise wird jeder der oben erwähnten Versuchsläufe in bezug auf eine Vielzahl von Webautomaten zum Weben desselben skalierten Produkts gleichzeitig durchgeführt, und das Produkt aus der Betriebszeit für jede der Versuchsumlauffrequenzen und der Anzahl der Maschinen wird als die Gesamtbetriebszeit einer Vielzahl von Webautomaten erhalten.
Übersteigt die Maschinenstillstandsfrequenz zwischen den Schritten (1) und (2) einen vorbestimmten Wert, so kann die Umlauffrequenz in dem Versuchslauf verringert werden. In diesem Fall können neue Daten, die die neue Versuchsumlauffrequenz darstellen, alten Daten hinzugefügt werden, die die alte Versuchsumlauffrequenz darstellen, wobei alte Daten vorzugsweise gelöscht werden, ehe die Gesamtstillstandsfrequenz einen vorbestimmten Wert übersteigt, um neue Daten zu erhalten, die die neue Versuchsumlauffrequenz darstellen.
Als nächstes wird eine Ausführungsform des Verfahrens erläutert, um die Umlauffrequenz in dem Versuchslauf gemäß der Fuzzy-Inferenz zu bestimmen, indem die gegenwärtige Betriebszeit R und die gegenwärtige Stillstandsfrequenz n verwendet werden.
Der mit einer Fuzzy-Schlußfolgerungs-Funktion ausgestattete Umlauffrequenz- Controller 82 enthält einen Speicher, in dem in Fig. 6(A) bis (C) gezeigte Mitgliedsfunktionen und eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Fuzzy-Regeln gespeichert sind.
Die in Fig. 6(A) gezeigten Mitgliedsfunktionen B bzw. S sind als die Funktionen definiert, die den Ausdrucksweisen entsprechen, die darstellen, oder dem Effekt entsprechen, "Die Betriebszeit R ist groß" bzw. "Die Betriebszeit R ist klein", und die außerdem die Sicherheit darstellen, mit der die Betriebszeit R zu der entsprechenden Ausdrucksweise gehört. Die in Fig. 6(B) gezeigten Mitgliedsfunktionen B bzw. S sind als die Funktionen definiert, die den Ausdrucksweisen entsprechen, die darstellen, "Die Stillstandsfrequenz n ist groß" bzw. "Die Stillstandsfrequenz n ist klein", und die außerdem die Sicherheit darstellen, mit der die Stillstandsfrequenz n zu der entsprechenden Ausdrucksweise gehört. Die in Fig. 6(A) bzw. 6(B) gezeigten Mitgliedsfunktionen werden für die Inferenz verwendet, die darstellt, wie gut die entsprechende Ausdrucksweise zu der vorangehenden jeder Fuzzy-Regel paßt, was später noch beschrieben wird, d.h. die Anpassungs-Inferenz.
Die in Fig. 6(C) gezeigten Mitgliedsfunktionen UB, US, DS bzw. DB sind als die Funktionen definiert, die den Ausdrucksweisen entsprechen, die darstellen, "Erhöhe die Umlauffrequenz", "Erhöhe die Umlauffrequenz leicht", "Verringere die Umlauffrequenz leicht" bzw. "Verringere die Umlauffrequenz", und die außerdem die Sicherheit darstellen, mit der die zu variierende Umlauffrequenz zu der entsprechenden Ausdrucksweise gehört. Diese Mitgliedsfunktionen UB, US, DS und DB werden benutzt, wenn das Ergebnis jeder Fuzzy-Regel auf der Basis der obigen Anpassung geschlußfolgert wird.
Die im Umlauffrequenz-Controller 82 gespeicherten Fuzzy-Regeln R&sub1; bis R&sub4; sind jeweils wie folgt:
R&sub1;: Ist die Betriebszeit R groß und ist die Umlauffrequenz klein, dann erhöhe die Umlauffrequenz (UB).
R&sub2;: Ist die Betriebszeit R groß und ist die Umlauffrequenz groß, dann erhöhe die Umlauffrequenz leicht (US).
R&sub3;: Ist die Betriebszeit R klein und ist die Umlauffrequenz klein, dann verringere die Umlauffrequenz leicht (DS).
R&sub4;: Ist die Betriebszeit R klein und ist die Umlauffrequenz groß, dann verringere die Umlauffrequenz (DB).
Der Umlauffrequenz-Controller 82, der die oben genannten Mitgliedsfunktionen bzw. Fuzzy-Regeln verwendet, empfängt die gegenwärtige Betriebszeit R und die gegenwärtige Stillstandsfrequenz n auf die Betätigung des Schalters 98 hin und erhält danach den Anpassungsgrad der Betriebszeit R und der Stillstandsfrequenz n in bezug auf die Mitgliedsfunktion, die der Ausdrucksweise der vorhergehenden jeder der Fuzzy-Regeln R&sub1; bis R&sub4; entspricht, d.h. den Anpassungsgrad für jede Fuzzy-Regel.
Als nächstes schlußfolgert der Umlauffrequenz-Controller 82 durch Verwenden des erhaltenen Anpassungsgrads für jede Fuzzy-Regel den Anpassungsgrad für die Mitgliedsfunktion, die der Ausdrucksweise der folgenden jeder der Fuzzy- Regeln R&sub1; bis R&sub4; entspricht, für jede Fuzzy-Regel, und erhält die zusammengesetzte Mitgliedsfunktion mittels Überlagerung des Inferenz-Ergebnisses. Anschließend erhält der Umlauffrequenz-Controller 82 einen Wert für den Schwerpunkt der erhaltenen zusammengesetzten Mitgliedsfunktion, um danach den zu ändernden Umlauffrequenz-Faktor ΔN zu erhalten, und ändert dann die Umlauffrequenz des Webautomaten 10 zu einem Wert, der der Summe des erhaltenen Umlauffrequenz-Faktors ΔN und der gegenwärtigen Umlauffrequenz N entspricht, um den nächsten Versuchslauf durchzuführen.
Außerdem erhält der Umlauffrequenz-Controller 82 in dem nachfolgenden Versuchslauf den zu ändernden Umlauffrequenz-Faktor ΔN auf ähnliche Weise wie oben erwähnt, und ändert danach die Umlauffrequenz des Webautomaten 10 zu dem Wert, der der Summe des erhaltenen Umlauffrequenz-Faktors ΔN und der gegenwärtigen Umlauffrequenz N entspricht, um den nächsten Versuchslauf durchzuführen.
Die Umlauffrequenz in dem Versuchslauf kann anstatt nur aus der gegenwärtigen Betriebszeit und der gegenwärtigen Stillstandsfrequenz mittels der Fuzzy- Inferenz bestimmt werden, indem von weiteren Daten Gebrauch gemacht wird, etwa der geschätzten Gesamtstillstandsfrequenz, der geschätzten Produktionsmenge, einer Differenz Δn zwischen der geschätzten Gesamtstillstandsfrequenz und einem Referenzwert und einer Differenz Δp zwischen der geschätzten Produktionsmenge und einem Referenzwert.
Wenn die Fuzzy-Inferenz durch Verwendung von Δn und Δp durchgeführt wird, können die Mitgliedsfunktionen, die den in Fig. 6(A) und 6(B) gezeigten ähnlich sind, als die Mitgliedsfunktionen verwendet werden, die den Ausdrucksweisen entsprechen, die darstellen, "Jedes Δn und Δp ist groß" bzw. "Jedes Δn und Δp ist klein", und außerdem können die Mitgliedsfunktionen, die den in Fig. 6(C) gezeigten ähnlich sind, als die Mitgliedsfunktionen verwendet werden, die den Ausdrucksweisen entsprechen, die darstellen, "Erhöhe die Umlauffrequenz", "Erhöhe die Umlauffrequenz leicht", "Verringere die Umlauffrequenz leicht" bzw. "Verringere die Umlauffrequenz". Des weiteren können die Fuzzy-Regeln, die Δn und Δp verwenden, wie folgt gespeichert werden:
R&sub1;: Ist Δn negativ und ist Δp positiv, dann erhöhe die Umlauffrequenz.
R&sub2;: Ist sowohl Δn als auch Δp negativ, dann erhöhe die Umlauffrequenz leicht.
R&sub3;: Ist sowohl Δn als auch Δp positiv, dann verringere die Umlauffrequenz leicht.
R&sub4;: Ist Δn positiv und ist Δp negativ, dann verringere die Umlauffrequenz.
Die geschätzte Maschinenstillstandsfrequenz und die geschätzte Produktionsmenge können auf der Basis der Maschinenstillstandsfrequenz bis jetzt, der Produktionsmenge bis jetzt, der bis jetzt verstrichenen Zeit, der Betriebszeit bis jetzt und der Schichtzeit oder dergleichen berechnet werden. Der Berechnungsbetrieb der geschätzten Maschinenstillstandsfrequenz und der geschätzten Produktionsmenge wird durch den Umlauffrequenz-Controller 82 durchgeführt. Außerdem ist das Verfahren der Fuzzy-Inferenz nicht auf das Obige beschränkt, wobei die Fuzzy-Inferenz durch ein anderes an sich bekanntes Verfahren vorgenommen werden kann.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird als nächstes eine Ausführungsform des Verfahrens zum Schätzen der Maschinenstillstandsfrequenz und der Betriebszeit pro Zeiteinheit (z.B. eine Schichtzeit) erläutert, und dann die optimale Umlauffrequenz berechnet, bei der die Produktionsmenge das Maximum erreicht, indem die geschätzte Umlauffrequenz und Betriebszeit während des Versuchslaufs verwendet werden.
Auf die Betätigung des Schalters 98 hin ändert der Umlauffrequenz-Controller 82 zuerst die Versuchsumlauffrequenz zu dem am Einsteller 94 eingestellten Anfangswert, wie oben erwähnt, schätzt dann die Stillstandsfrequenz pro einer Schichtzeit jedes Mal, wenn die Vorrichtung im Versuchsbetrieb stillsteht, und bestimmt, ob die geschätzte Stillstandsfrequenz einen Referenzwert übersteigt oder nicht (Schritte 2 und 3).
Wenn die geschätzte Versuchsstillstandsfrequenz den Referenzwert nicht übersteigt, wiederholt der Umlauffrequenz-Controller 82 die Schritte 2 und 3, bis eine vorbestimmte, die am Einsteller 96 eingestellte Meßzeit im Versuchslauf verstreicht (Schritt 4).
Wenn die geschätzte Stillstandsfrequenz den Referenzwert übersteigt, oder wenn eine vorbestimmte Zeitdauer im Versuchslauf verstreicht, schätzt der Umlauffrequenz-Controller 82 eine Stillstandsfrequenz und eine Betriebszeit pro einer Schichtzeit und speichert dann die Umlauffrequenz und die geschätzte Betriebszeit zu diesem Zeitpunkt in einem Speicher (Schritt 5).
Als nächstes erhält der Umlauffrequenz-Controller 82 die nächste Versuchsumlauffrequenz mittels der Fuzzy-Inferenz in Übereinstimmung mit dieser geschätzten Stillstandsfrequenz und geschätzten Betriebszeit (Schritt 1), und führt den nächsten Versuchslauf durch.
Somit erhält der Umlauffrequenz-Controller 82 durch Wiederholen der Schritte 1 bis 5 eine vorbestimmte Anzahl von Malen eine geschätzte Betriebszeit, die jeder Versuchsumlauffrequenz entspricht.
Wenn die Anzahl der Daten eine vorbestimmte Anzahl erreicht, wird die Wiederholung der Schritte 1 bis 5 gestoppt (Schritt 6), und der Umlauffrequenz- Controller 82 schlußfolgert die Funktion R = f(N), beispielsweise die Gleichung (5), die die Beziehung zwischen dem Betriebszeit-Faktor und dem Umlauffrequenz-Faktor darstellt, auf der Basis der erhaltenen geschätzten Betriebszeit und Umlauffrequenz sowohl für jeden Versuchslauf als auch für eine Schichtzeit T&sub0; (Schritt 7). Diese Inferenz kann durchgeführt werden, indem als simultane Gleichungen eine Vielzahl von erhaltenen Formeln gelöst wird, indem die Betriebszeit und die Umlauffrequenz für jeden Versuchslauf in die Gleichung (5) substituiert werden, oder indem die unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" durch eine Regressionsanalyse berechnet werden, etwa eine Methode der kleinsten Quadrate.
Als nächstes führt der Umlauffrequenz-Controller 82 die Berechnung der Gleichung (9) durch, indem er die berechneten unbestimmten Koeffizienten "a" und "b" benutzt, um die optimale Umlauffrequenz zu erhalten (Schritt (8)), und ändert dann die Umlauffrequenz des Webautomaten 10 zu der erhaltenen optimalen Umlauffrequenz (Schritt (9)).
Wird die optimale Umlauffrequenz wie oben erwähnt erhalten, so kann sogar dann, wenn der Versuchslauf kurz gemacht wird, im wesentlichen das gleiche Ergebnis erhalten werden, wie wenn der tatsächliche Versuchslauf lang gemacht wird, so daß die Produktionsmenge vergrößert wird.
Die geschätzte Stillstandsfrequenz, die geschätzte Gesamtstillstandszeit und die geschätzte Betriebszeit werden wie folgt berechnet.
Nimmt man jetzt an, daß
(N + ΔN) = die gemessene Umlauffrequenz
t = die seit dem Start der Messung verstrichene Zeit
i = die vom Start der Messung bis zum Verstreichen der Zeit t gemessene Stillstandsfrequenz
= die als vom Start der Messung bis zum Verstreichen der Zeiteinheit T&sub0; zu messen geschätzte Stillstandsfrequenz
τj = die Stillstandszeit vom Start der Messung bis zum j-ten Stillstand
= die durchschnittliche Stillstandszeit pro einem Stillstand, gemessen vom Start der Messung bis zum Verstreichen der Zeit t,
so wird die zu messende Stillstandsanzahl als proportional zur gemessenen Zeit betrachtet. Somit gilt
= n + n = (T&sub0;/t)i (10)
Die geschätzte Stillstandsfrequenz in der Zeiteinheit T&sub0; kann aus der Gleichung (10) in der verstrichenen Zeit t vor dem Verstreichen der Zeiteinheit T&sub0; erhalten werden, da sie gleich der Stillstandsfrequenz ist, die als vom Start der Messung bis zum Verstreichen der Zeiteinheit T&sub0; zu messen geschätzt wird.
Ist die durchschnittliche Stillstandszeit pro einem Stillstand in irgendeiner der Zeiten t und T&sub0; konstant, so ist weiterhin die geschätzte durchschnittliche Stillstandszeit gleich der durchschnittlichen Stillstandszeit , d.h.,
Dementsprechend gilt, wenn '= die geschätzte Stillstandszeit in der Zeit T&sub0;;
wodurch die geschätzte Stillstandszeit in der Zeit T&sub0; gemäß der Gleichung (11) in der Zeit t vor dem Verstreichen der Zeit T&sub0; erhalten wird. Außerdem ist die geschätzte Betriebszeit in der Zeit T&sub0; als ein Wert definiert, der sich durch Substrahieren der geschätzten Stillstandszeit von der Zeit T&sub0; ergibt, so daß die geschätzte Betriebszeit in der Zeit T&sub0; in der Zeit t vor dem Verstreichen der Zeit T&sub0; erhalten wird.
Werden die geschätzte Stillstandsfrequenz, die geschätzte Stillstandszeit und die geschätzte Betriebszeit bestimmt, wenn die verstrichene Zeit t kurz ist, so ist der erhaltene Wert, d.h. die Sicherheit des geschätzten Werts, kleiner, als wenn die verstrichene Zeit t lang ist. Deshalb bevorzugt man, daß die geschätzte Stillstandsfrequenz, die geschätzte Stillstandszeit und die geschätzte Betriebszeit bestimmt werden, wenn die Sicherheit des geschätzten Werts groß ist.
Des weiteren können die geschätzte Stillstandsfrequenz ' in der Zeiteinheit T&sub0;, die geschätzte Stillstandszeit und die geschätzte Betriebszeit bestimmt werden, indem die verstrichene Zeit t mit einer Wichtung w versehen wird, wie in Fig. 8 gezeigt. Die geschätzte Stillstandsfrequenz ' in der Zeiteinheit T&sub0; und die geschätzte durchschnittliche Stillstandszeit ' pro einem Stillstand können unter Berücksichtigung der Wichtung w der verstrichenen Zeit wie folgt ausgedrückt werden:
wobei
n = die Stillstandsanzahl in der Zeiteinheit T&sub0;, wenn die Umlauffrequenz N ist, und
N = die durchschnittliche Stillstandszeit pro einem Stillstand, wenn die Umlauffrequenz N ist,
wodurch die entgültige geschätzte Stillstandszeit T wie folgt erhalten werden kann:

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Umlauffrequenz eines Webautomaten (10), das die Schritte aufweist:

(a) Ausführen einer Vielzahl von Versuchsläufen eines Webautomaten (10) bei verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen zur Bestimmung eines Wertes der die Beziehung zwischen der Maschinenverfügbarkeitszeit und der Gesamtlaufzeit für jede der verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen anzeigt;

(b) Bestimmen der Werte der Koeffizienten (a&sub1;, a&sub2;, a&sub3;,....an, b) in einer Gleichung der Form

R = T&sub0; - (a&sub1;N + a&sub2;N² + a&sub3;N³ + ...anNn + b),

wobei R die Maschinenverfügbarkeitszeit, T&sub0; die Gesamtlaufzeit und N die Umlauffrequenz des Webautomaten (10) ist, die die Beziehung zwischen der Maschinenverfügbarkeitszeit und der Umlauffrequenz approximiert, wobei die im Schritt (a) erhaltenen Werte verwendet werden:

(c) Bestimmen der optimalen Umlauffrequenz durch die Berechnung einer Wurzel in N der Gleichung P = NR, in der P die maximale Menge eines Produktes ist, das in der Gesamtlaufzeit T&sub0; produziert werden kann und R mit N über die im Schritt (b) verwendete Gleichung zusammenhängt; und

(d) Betreiben des Webautomaten mit der im Schritt (c) erhaltenen optimalen Umlauffrequenz.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin Schritt (a) aufweist:

Schätzen der Maschinenverfügbarkeitszeit und der Frequenz des Maschinenstillstandes für einen fiktiven Produktionslauf, basierend auf der Maschinenverfügbarkeitszeit und der Frequenz des Maschinenstillstandes die in einem Versuchslauf bestimmt werden, und Einstellen einer Versuchsumlauffrequenz durch die Anwendung einer Fuzzy-Inferenztechnik auf die geschätzte Maschinenverfügbarkeitszeit und die geschätzte Frequenz des Maschinenstillstandes.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin jede der Betriebszeiten als die geschätzte Betriebszeit pro Zeiteinheit definiert wird, nachdem der Versuchslauf für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt worden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin jede der Betriebszeiten als die gesamte Betriebszeit einer Vielzahl von Webautomaten beim Weben desselben skalierten Produkts durch gleichzeitiges Durchführen der Versuchsläufe der Webautomaten erhalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Zählens der Anzahl der Stillstände des Webautomaten während des Versuchslaufs aufweist, um die Versuchsumlauffrequenz zu variieren, wenn der Zählwert einen vorbestimmten Wert überschreitet oder wenn der Zählwert voraussichtlich den vorbestimmten Wert überschreiten wird.

6. Vorrichtung zum Steuern der Umlauffrequenz eines Webautomaten (10), die folgendes aufweist:

eine Steuereinrichtung (84) zum Steuern des Webautomaten (10), um eine Vielzahl von Versuchsläufen bei verschiedenen Versuchsumlauffrequenzen auszuführen; und

eine Berechnungseinrichtung (82) zum Erhalten von Werten, die die Maschinenverfügbarkeitszeit zur Laufzeit für jede Umlauffrequenz in Beziehung setzen, Bestimmen der Koeffizienten (a&sub1;, b&sub2;, c&sub3;,...an, b) in einer Gleichung der Form R = T&sub0; - (a&sub1;N + a&sub2;N² + a&sub3;N³ + ...anNn + b), wobei R die Maschinenverfügbarkeitszeit ist, T&sub0; die Gesamtlaufzeit ist, und N die Umlauffrequenz des Webautomaten (10) ist, Verwenden dieser Werte und Bestimmen der optimalen Umlauffrequenz für den Webautomaten durch Berechnung einer Wurzel in N der Gleichung P = NR, in der P die maximale Menge eines Produkts ist, das in einer gegebenen Zeit produziert werden kann, und R mit N durch die Beziehung der Form T&sub0; - (a&sub1;N + a&sub2;N² + a&sub3;N³ + ...anNn + b) zusammenhängt, wobei die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um die Umlauffrequenz des Webautomaten auf die berechnete optimale Umlauffrequenz für die Produktion zu steuern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Berechnungseinrichtung (82) eine Schaltung zur Bestimmung der optimalen Umlauffrequenz durch die Verwendung der Fuzzy-Inferenz auf der Basis jeder erhaltenen Betriebszeit und jeder Umlauffrequenz in den Versuchsläufen aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Berechnungseinrichtung (82) einen Controller aufweist, in dem eine Vielzahl von Mitgliedsfunktionen und eine Vielzahl von Fuzzy-Regeln gespeichert sind, wobei der Controller ausgelegt ist, die optimale Umlauffrequenz durch den Gebrauch der Fuzzy-Inferenz zu bestimmen, die die Mitgliedsfunktionen und die Fuzzy- Regeln, und jede erhaltene Betriebszeit und jede Umlauffrequenz der Versuchsläufen benutzt.