EP4045981A1 - Verfahren für eine modellbasierte bestimmung zur bearbeitung einer auftragsanfrage - Google Patents

Verfahren für eine modellbasierte bestimmung zur bearbeitung einer auftragsanfrage

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EP4045981A1
EP4045981A1 EP20789073.2A EP20789073A EP4045981A1 EP 4045981 A1 EP4045981 A1 EP 4045981A1 EP 20789073 A EP20789073 A EP 20789073A EP 4045981 A1 EP4045981 A1 EP 4045981A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
production
parameter
model
film extrusion
order
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20789073.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Backmann
Markus Bussmann
Melanie Schuh
Lennart Ederleh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WINDMOELLER & HOELSCHER SE & CO. KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmoeller and Hoelscher KG filed Critical Windmoeller and Hoelscher KG
Publication of EP4045981A1 publication Critical patent/EP4045981A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0265—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
    • G05B13/027—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using neural networks only
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part program, for the NC machine
    • G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part program, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a method for a model-based determination for processing an order request and a computer product for executing a method according to the invention.
  • order inquiries are received by companies to order film products. These film products are manufactured on the basis of this order on so-called film extrusion systems. This can involve both blown film extrusion systems and flat film extrusion systems.
  • An order request usually contains a type of film with a corresponding film quality and the associated production quantity.
  • a manual or purely economic approach is usually used for previous order inquiries.
  • the disadvantage of the known solutions is that a purely manual and economical approach cannot evaluate the actual production possibilities of one or more film extrusion systems, or only to a very small extent and essentially only on the basis of experience. As a result, errors can arise in the utilization of the film extrusion line, the economic assessment or other parameters, which can significantly reduce the efficiency of the contractor's production. In particular, the efficiency in the operation of the film extrusion plant, both energetically and economically, cannot be completely optimized in this way.
  • a method of model-based determination is used to process an order request by means of a production model of a film extrusion plant.
  • Such a procedure has the following steps:
  • a method according to the invention allows a defined procedure in the processing of an order request using a production model.
  • a production model is to be understood as a model which depicts the film extrusion system at least in partial areas and in this way provides parameter relationships between individual model parameters.
  • Such a production model can be designed as a purely algorithmic and / or purely empirical model.
  • the use of so-called neural networks as artificial intelligence is also possible for the production model.
  • the variants of the production model described above can also be combined with one another, that is to say, for example, the combination of an empirical model with a neural network.
  • the steps according to the invention now make it possible to acquire at least one model parameter pin shape of an output parameter from an order request.
  • This order request and the model parameter correlated with it can thus deal with a film product or with the associated film product property.
  • the order request can contain a certain quality property, for example in the form of a tearability or a stretchability as a film product property.
  • Such an order request is now recorded with this output parameter as a model parameter and can thus be entered into the production model.
  • a parameter relationship is now established, specifically between the recorded output parameter and at least one model parameter in the form of an input parameter of the production model.
  • the requested film product property in the form of the output parameter to a corresponding production situation of the film extrusion system as an input parameter.
  • a qualitative but also a quantitative parameter relationship is conceivable. That's basically how it is It is possible that the parameter relationship affirms or denies the basic production possibility on the film extrusion line.
  • quantitative parameter relationships are also conceivable, for example a relationship between a requested film product property and a correspondingly adjustable production situation, for example the speed, the degree of efficiency or the throughput of the film extrusion system.
  • an input parameter can finally be generated which, on the basis of this parameter relationship, forms a specification for the production process on the film extrusion system.
  • This can be a wide variety of input parameters. It is basically conceivable for the input parameter to be generated to which the parameter relationship with the at least one output parameter has also been established. However, another input parameter can also be generated in this last method step.
  • the production model can thus take a wide variety of model parameters into account. Different sub-models can also be taken into account.
  • the production model can be a pure machine model or have a pure machine model and additionally have a combination with an economic model, that is to say the economic mode of operation of the film extrusion plant.
  • film extrusion system for example that film extrusion system can be selected which can produce the film product according to the order request with the highest efficiency or with the greatest economic efficiency. It is also possible to specify process parameters in order to be able to begin with these process parameters when the film extrusion plant is started. Machine parameters can also be specified in order to operate this selected film extrusion system in a corresponding manner. Economic data for the operation of the film extrusion plant can also be specified, for example in order to increase the economic efficiency in the production of the requested film product. A raw material selection or a raw material composition can also be specified here by the method according to the invention.
  • an order response is generated on the basis of the generated at least one input parameter in order to answer the order request.
  • Such an order response can contain this or develop it further on the basis of the input parameter.
  • the order response it is therefore a response or, in particular, content information that is sent as a response to the order request.
  • it will directly or indirectly contain the input parameters generated.
  • a comparison is made with at least one further order request or at least one existing production order, a sequence of at least two production orders being created based on the result of the comparison.
  • production orders can be modified and adapted with regard to their chronological sequence.
  • Common or similar requirements for a film extrusion system can be bundled in such a way that the costs for the person requesting the order request as well as for the operator of the film extrusion system can be significantly reduced and thus the efficiency in operation can be increased. In other words, it becomes possible to carry out a corresponding optimization not only within a single order on the film extrusion system, but rather over several adjacent orders that are contiguous in time.
  • the production model is adapted on the basis of a production success during and / or after the completion of a production order on the basis of an associated order request. This means that checks can be carried out after completion of or during the execution of a production order whether the prediction based on the production model is correct or if it deviates from reality.
  • the application as well as the deviation can be introduced into the production model as feedback and further develop it.
  • the production model is designed as a self-learning model. This applies in particular to the combination of relevant data, for example with regard to raw material prices, raw material selection and / or the energy requirement during the production of the production order.
  • a weighted neural network is used as the production model in a method according to the invention. This can of course also be combined with empirical models and / or with algorithmic models. Here, too, training with orders that have already been completed and carried out is conceivable in order to learn the artificial intelligence, in particular with a so-called deep learning process, on the corresponding film extrusion system.
  • Another subject matter of the present invention is a computer program product having instructions which, when the program is executed on a computer, cause the computer to carry out the steps of a method according to the invention.
  • a computer program product according to the invention thus has the same advantages as have been explained in detail with reference to a method according to the invention.
  • Figure 1 shows an embodiment of a film extrusion system
  • FIG. 2 a further embodiment of a film extrusion system
  • FIG. 3 shows an embodiment of the use of the production model
  • FIG. 4 shows an embodiment of the use of the production model
  • FIG. 5 an example of a sequence for an order request
  • Figure 6 shows another example of an order request
  • FIG. 7 shows a first step in integrating the order request into one
  • FIG. 8 shows the result of the integration according to FIG. 7.
  • a film extrusion system 10 is shown schematically in FIG. This example is a flat film installation with two extruders 20 which deliver extrusion material via a nozzle 30.
  • the flat film produced is wound up as a film web 40 on a winding roll 50 via a cooling roller.
  • the film extrusion system 10 according to FIG. 2 is a blown film extrusion system.
  • a combination of two extruders 20 is shown schematically, which form a blown film as a film web 40 via an annular nozzle 30. This is laid flat and also rolled up as a film web 40 on a winding roll 50 via a deflection roller.
  • FIGS. 3 and 4 schematically show the manner in which a production model PM can now set or set parameter relationships.
  • Model parameters MP of the production model PM can be input parameters EP and output parameters AP.
  • Figures 3 and 4 differ from the direction in which the production model PM acts. In principle, a bidirectional or even multidirectional effect is possible. It is thus conceivable that input parameters EP are generated from output parameters AP via the production model, but also in the opposite direction.
  • a Order request AA receives the information about at least one output parameter AP.
  • a production model PM for example as a computer program product, is stored and available within the industrial plant.
  • the at least one output parameter AP of the order request AA is now set with the production model PM in a parameter relationship with at least one input parameter EP, so that an identical or a different input parameter EP is then generated as an output from the production model PM.
  • a multitude of possibilities can now be generated, for example the optimization of the film production process, a corresponding selection of a film extrusion system or also an optimization of the requested production order
  • FIG. 6 a further development of the embodiment of FIG. 5 is shown.
  • an order response is generated which, for example, can contain the input parameter EP that has been generated.
  • the forwarding and feedback to the relevant inquirer means that the order request AA can now be answered and, for example, released for production.
  • An order request AA can now be precisely defined with the help of a production model PM not only economically and energetically, but also in terms of time.
  • similar production orders PA for example based on similar raw materials, can now be combined with one another.
  • Temporal merging is also possible, so that in particular the dead times of the film extrusion system can be reduced, as can be seen well, for example, in FIG. 8 by fitting the order request AA into the time sequence of the production orders PA.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine modellbasierte Bestimmung zur Bearbeitung einer Auftragsanfrage (AA) mittels eines Produktionsmodells (PM) einer Folienextrusionsanlage (10), aufweisend die folgenden Schritte: - Erfassen wenigstes eines Modellparameters (MP) in Form eines Ausgangsparameters (AP) des Produktionsmodells (MP) zur Erfassung einer angefragten Folienprodukteigenschaft der Auftragsanfrage (AA), - Ausbilden einer Parameterbeziehung zwischen dem erfassten wenigstens einen Ausgangsparameter (AP) und wenigstens einem Modellparameter (MP) in Form eines Eingangsparameters (EP) des Produktionsmodells (PM) zur Bestimmung einer Produktionssituation der Folienextrusionsanlage (10), - Erzeugen wenigstens eines Eingangsparameters (EP) des Produktionsmodells (PM) auf Basis der ausgebildeten Parameterbeziehung als Vorgabe für einen Produktionsprozess auf der Folienextrusionsanlage (10).

Description

Verfahren für eine modellbasierte Bestimmung zur Bearbeitung einer
Auftragsanfrage
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine modellbasierte Bestimmung zur Bearbeitung einer Auftragsanfrage sowie ein Computerprodukt zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es ist bekannt, dass Auftragsanfragen bei Unternehmen eingehen, um Folienprodukte zu beauftragen. Die Herstellung dieser Folienprodukte auf Basis dieses Auftrages erfolgt auf sogenannten Folienextrusionsanlagen. Dabei kann es sich sowohl um Blasfolienextrusionsanlagen als auch um Flachfolienextrusionsanlagen handeln. Eine Auftragsanfrage beinhaltet üblicherweise eine Folienart mit einer entsprechenden Folienqualität und die zugehörige Produktionsmenge. Bei bisherigen Auftragsanfragen erfolgt üblicherweise eine manuelle oder rein wirtschaftliche Betrachtungsweise. Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass eine rein manuelle und wirtschaftliche Betrachtungsweise die tatsächlichen Produktionsmöglichkeiten einer oder mehrerer Folienextrusionsanlagen nicht oder nur zu einem sehr geringen Teil und im Wesentlichen nur auf Erfahrungsbasis bewerten kann. Dies führt dazu, dass bei der Auslastung der Folienextrusionsanlage, der wirtschaftlichen Bewertung oder weiteren Parametern Fehler entstehen können, welche die Effizienz der Produktion beim Auftragnehmer deutlich reduzieren können. Insbesondere wird die Effizienz beim Betrieb der Folienextrusionsanlage sowohl energetisch als auch wirtschaftlich auf diese Weise nicht vollständig optimierbar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Bearbeitung einer Auftragsanfrage für eine Folienextrusionsanlage zu verbessern.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Erfindungsgemäß dient ein Verfahren einer modellbasierten Bestimmung zur Bearbeitung einer Auftragsanfrage mittels eines Produktionsmodells einer Folienextrusionsanlage. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Erfassen wenigstens eines Modellparameters in Form eines
Ausgangsparameters des Produktionsmodells zur Erfassung einer angefragten Folienprodukteigenschaft der Auftragsanfrage,
- Ausbilden einer Parameterbeziehung zwischen dem erfassten wenigstens einen Ausgangsparameter und wenigstens einem Modellparameter in Form eines Eingangsparameters des Produktionsmodells zur Bestimmung einer
Produktionssituation der Folienextrusionsanlage,
- Erzeugen wenigstens eines Eingangsparameters des Produktionsmodells auf Basis der ausgebildeten Parameterbeziehung als Vorgabe für einen Produktionsprozess auf der Folienextrusionsanlage.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren erlaubt ein definiertes Vorgehen in der Bearbeitung einer Auftragsanfrage unter Nutzung eines Produktionsmodells. Unter einem Produktionsmodell ist dabei ein Modell zu verstehen, welches die Folienextrusionsanlage zumindest in Teilbereichen abbildet und auf diese Weise Parameterbeziehungen zwischen einzelnen Modellparametern zur Verfügung stellen. Ein solches Produktionsmodell kann als rein algorithmisches und/oder rein empirisches Modell ausgebildet sein. Auch die Verwendung sogenannter neuronaler Netzwerke als künstliche Intelligenz ist für das Produktionsmodell möglich. Selbstverständlich können die voranstehend beschriebenen Varianten des Produktionsmodells auch miteinander kombiniert werden, also zum Beispiel die Kombination eines empirischen Modells mit einem neuronalen Netzwerk.
Durch die erfindungsgemäßen Schritte wird es nun möglich, aus einer Auftragsanfrage zumindest einen Modellparameter Pin Form eines Ausgangsparameters zu erfassen. Diese Auftragsanfrage und der damit korrelierte Modellparameter kann sich so mit einem Folienprodukt bzw. mit der zugehörigen Folienprodukteigenschaft befassen. Beispielsweise kann die Auftragsanfrage eine bestimmte Qualitätseigenschaft, zum Beispiel in Form einer Reißfähigkeit oder einer Stretchfähigkeit als Folienprodukteigenschaft beinhalten. Eine solche Auftragsanfrage wird nun mit diesem Ausgangsparameter als Modellparameter erfasst und kann damit in das Produktionsmodell eingegeben werden.
Im zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird nun eine Parameterbeziehung ausgebildet, und zwar zwischen dem erfassten Ausgangsparameter und wenigstens einem Modellparameter in Form eines Eingangsparameters des Produktionsmodells. Mit anderen Worten ist es möglich, dass die angefragte Folienprodukteigenschaft in Form des Ausgangsparameters mit einer entsprechenden Produktionssituation der Folienextrusionsanlage als Eingangsparameter in Beziehung zu setzen. Dabei ist eine qualitative, aber auch eine quantitative Parameterbeziehung denkbar. So ist es grundsätzlich möglich, dass die Parameterbeziehung die grundsätzliche Fertigungsmöglichkeit auf der Folienextrusionsanlage bejaht oder verneint. Jedoch sind auch quantitative Parameterbeziehungen denkbar, also zum Beispiel eine Beziehung zwischen einer angefragten Folienprodukteigenschaft und einer entsprechend einstellbaren Produktionssituation, beispielsweise der Geschwindigkeit, des Effizienzgrades oder des Durchsatzes der Folienextrusionsanlage. Dabei ist noch darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich nicht nur ein einzelner Ausgangsparameter erfasst und nicht nur ein einzelner Eingangsparameter in Parameterbeziehung gesetzt werden kann. Bei der Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere eine Mehrzahl von Modellparametern erfasst und eine Mehrzahl von Parameterbeziehungen bilateral, insbesondere multilateral ausgebildet.
Dadurch, dass nun bereits vor dem Start einer Folienproduktion eine Parameterbeziehung zwischen der Auftragsanfrage und der tatsächlichen Produktionsmöglichkeiten erzeugt werden kann, kann abschließend ein Eingangsparameter erzeugt werden, welcher auf Basis dieser ausgebildeten Parameterbeziehung eine Vorgabe für den Produktionsprozess auf der Folienextrusionsanlage ausbildet. Dabei kann es sich um unterschiedlichste Eingangsparameter handeln. So ist es grundsätzlich denkbar, dass der Eingangsparameter erzeugt wird, zu welchem auch die Parameterbeziehung mit dem wenigstens einen Ausgangsparameter ausgebildet worden ist. Jedoch kann auch ein anderer Eingangsparameter in diesem letzten Verfahrensschritt erzeugbar sein.
Das Produktionsmodell kann somit unterschiedlichste Modellparameter in Betracht ziehen. Dabei können auch unterschiedliche Teilmodelle berücksichtigt werden. So kann das Produktionsmodell zum Beispiel ein reines Maschinenmodell sein bzw. ein reines Maschinenmodell aufweisen und zusätzlich eine Kombination mit einem Wirtschaftsmodell, also der wirtschaftlichen Betriebsweise der Folienextrusionsanlage, aufweisen.
Durch die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird es nun möglich, eine Auftragsanfrage zumindest teilautomatisiert oder sogar vollständig automatisiert der Produktion auf einer Folienextrusionsanlage zuzuweisen. Mit anderen Worten ist es nun möglich, auf Basis einer Auftragsanfrage ohne manuellen Eingriff und sogar ohne jegliche Erfahrung, durch die Parameterbeziehungen des Produktionsmodells einen Eingangsparameter zu erzeugen, bevor der Produktionsprozess selbst gestartet ist. Dieser Eingangsparameter kann als Vorgabe für den Produktionsprozess dienen, wie es später noch näher erläutert wird.
So kann es Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem erzeugten wenigstens einen Eingangsparameter zumindest einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:
- Vorgabe einer spezifischen Folienextrusionsanlage
- Vorgabe von Prozessparametern für den Betrieb der Folienextrusionsanlage
- Vorgabe von Maschinen parametern für den Betrieb der Folienextrusionsanlage
- Vorgabe von wirtschaftlichen Daten für den Betrieb der Folienextrusionsanlage
- Vorgabe für eine Rohstoffwahl für den Betrieb der Folienextrusionsanlage
- Vorgabe für eine Rohstoffzusammensetzung für den Betrieb der Folienextrusionsanlage
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Bei der Vorgabe einer spezifischen Folienextrusionsanlage kann zum Beispiel diejenige Folienextrusionsanlage ausgewählt werden, welche mit höchster Effizienz oder mit größter wirtschaftlicher Effizienz das Folienprodukt gemäß Auftragsanfrage erzeugen kann. Auch die Vorgabe von Prozessparametern ist möglich, um bei dem Start des Betriebes der Folienextrusionsanlage mit diesen Prozessparametern beginnen zu können. Auch können Maschinenparameter vorgegeben werden, um diese ausgewählte Folienextrusionsanlage in entsprechender Weise zu betreiben. Auch wirtschaftliche Daten für den Betrieb der Folienextrusionsanlage können vorgegeben werden, um beispielsweise die wirtschaftliche Effizienz bei der Produktion des angefragten Folienproduktes zu erhöhen. Auch eine Rohstoffauswahl bzw. eine Rohstoffzusammensetzung ist hier durch das erfindungsgemäße Verfahren vorgebbar.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis des erzeugten wenigstens einen Eingangsparameters eine Auftragsantwort generiert wird für eine Beantwortung der Auftragsanfrage. Eine solche Auftragsantwort kann auf Basis des Eingangsparameters diesen enthalten oder diesen weiterbilden. Bei der Auftragsantwort handelt es sich also um eine Rückmeldung bzw. insbesondere um eine inhaltliche Information, welche als Antwort auf die Auftragsanfrage gesendet wird. Insbesondere wird diese direkt oder indirekt den erzeugten Eingangsparameter enthalten. Insbesondere wird darüber hinaus Bezug genommen auf den Zeitablauf, grundsätzlich Kosten, Zusammensetzungen oder Qualitätsmöglichkeiten, welche mit der eingegangenen Auftragsanfrage Zusammenhängen und auf Basis des erzeugten Eingangsparameters ausgebildet werden können.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis des erzeugten wenigstens einen Eingangsparameters ein Vergleich mit wenigstens einer weiteren Auftragsanfrage oder wenigstens einem bereits bestehenden Produktionsauftrag erfolgt, wobei auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs eine Abfolge von wenigstens zwei Produktionsaufträgen erstellt wird. Mit anderen Worten können Produktionsaufträge hinsichtlich ihres zeitlichen Aufeinanderfolgens abgeändert und angepasst werden. Gemeinsame oder ähnlichen Anforderungen an einer Folienextrusionsanlage können so gebündelt werden, sodass die Kosten für den Anfragenden der Auftragsanfrage sowie auch für den Betreiber der Folienextrusionsanlage deutlich reduzierbar und damit die Effizienz im Betrieb steigerbar wird. Mit anderen Worten wird es möglich, nicht nur innerhalb eines einzelnen Auftrags an der Folienextrusionsanlage, sondern vielmehr über mehrere benachbarte und zeitlich aneinander angrenzende Aufträge eine entsprechende Optimierung durchzuführen.
Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Parameterbeziehung zu dem gleichen Eingangsparameter ausgebildet wird, welcher anschließend erzeugt wird. Mit anderen Worten wird hier eine direkte Beeinflussung möglich. Alternativ oder zusätzlich dazu, insbesondere bei der Erzeugung von mehreren Eingangsparametern ist jedoch auch eine indirekte Einflussnahme denkbar.
Weitere Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Erzeugung des wenigstens einen Eingangsparameters wenigstens ein Optimierungsschritt erfolgt, insbesondere mit zumindest einer der folgenden Prioritäten:
Reduktion der Produktionszahlen - Reduktion des Rohstoffbedarfs
- Erhöhung der Anlageneffizienz
- Reduktion des Energiebedarfs
- Reduktion von Ausschussproduktion
- Reduktion von Stillstandzeit der Folienextrusionsanlage
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr Prioritäten vorgesehen sein, um die Optimierung durchzuführen. Insbesondere kann mithilfe des Produktionsmodells eine iterative Simulation durchgeführt werden, um das entsprechende Optimierungsziel zu erreichen. Selbstverständlich sind auch teilweise Abänderungen der Anfrage denkbar, um ein entsprechend angepasstes Auftragsangebot auf die Auftragsanfrage als Antwort zu versenden. So kann beispielsweise darauf hingewiesen werden, dass bei geringfügigen Abweichungen in der Qualität, zum Beispiel bei dickerer Folie, eine deutliche Kostenreduktion erzielbar ist. Damit wird sichergestellt, dass nicht nur die Auftragsabarbeitung deutlich verbessert wird, sondern darüber hinaus auch noch für den Betreiber der Folienextrusionsanlage sowie für den Kunden weitere Vorteile und Optimierungsmöglichkeiten bestehen.
Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren beim Ausbilden der Parameterbeziehung historische Daten zu bereits erledigten Produktionsaufträgen berücksichtigt werden. Insbesondere gilt dies für Aufträge von dem gleichen Kunden bzw. Aufträge mit identischem Produktionsinhalt. So können zum Beispiel vereinbarte Preise, vereinbarte Mengen oder Ähnliches als zusätzliche Wirtschaftsdaten, insbesondere als historische Wirtschaftsdaten in das Produktionsmodell mit einbezogen werden. Auch für die Weiterentwicklung des Produktionsmodells sind solche historischen Informationen aus bereits erledigten Produktionsaufträgen einführbar, um eine Weiterbildung als selbstlernendes Produktionsmodell zu gewährleisten.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis eines Produktionserfolges bei und/oder nach der Erledigung eines Produktionsauftrages auf Basis einer zugehörigen Auftragsanfrage eine Anpassung des Produktionsmodells erfolgt. Somit kann nach Beendigung oder während der Erledigung eines Produktionsauftrages überprüft werden, ob die Vorhersage anhand des Produktionsmodells zutrifft oder von der Realität abweicht. Das Zutreffen wie auch das Abweichen kann als Feedback in das Produktionsmodell eingebracht werden und dieses weiterentwickeln. Das Produktionsmodell ist also als selbstlernendes Modell ausgestaltet. Insbesondere gilt dies für die Kombination relevanter Daten, zum Beispiel hinsichtlich Rohstoffpreisen, Rohstoffauswahl und/oder des Energiebedarfs bei der Produktion des Produktionsauftrages.
Ebenfalls Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren als Produktionsmodell ein gewichtetes neuronales Netzwerk eingesetzt wird. Dieses ist selbstverständlich auch mit empirischen Modellen und/oder mit algorithmischen Modellen kombinierbar. Auch ist hier ein Training mit bereits erledigten und erfolgten Aufträgen denkbar, um die künstliche Intelligenz, insbesondere mit einem sogenannten Deep-Learning- Verfahren, auf die entsprechende Folienextrusionsanlage anzulernen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt, aufweisend Befehle, die bei einer Ausführung des Programms auf einem Computer diesen dazu veranlassen, die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen schematisch:
Figur 1 eine Ausführungsform einer Folienextrusionsanlage,
Figur 2 eine weitere Ausführungsform einer Folienextrusionsanlage,
Figur 3 eine Ausführungsform der Nutzung des Produktionsmodells Figur 4 eine Ausführungsform der Nutzung des Produktionsmodells,
Figur 5 ein Ablaufbeispiel für eine Auftragsanfrage,
Figur 6 ein weiteres Ablaufbeispiel für eine Auftragsanfrage,
Figur 7 ein erster Schritt beim Einbinden der Auftragsanfrage in einen
Produktionsablauf und
Figur 8 das Ergebnis der Einbindung gemäß Figur 7.
In Figur 1 ist schematisch eine Folienextrusionsanlage 10 dargestellt. Bei diesem Beispiel handelt es sich um eine Flachfolienanlage mit zwei Extrudern 20, welche Extrusionsmaterial über eine Düse 30 ausbringen. Die erzeugte Flachfolie wird als Folienbahn 40 über eine Kühlwalze auf einer Wickelrolle 50 aufgewickelt. Alternativ dazu ist es auch möglich, wenn es sich bei der Folienextrusionsanlage 10 gemäß der Figur 2 um eine Blasfolienextrusionsanlage handelt. Auch hier ist schematisch eine Kombination von zwei Extrudern 20 dargestellt, welche über eine ringförmige Düse 30 eine Blasfolie als Folienbahn 40 ausbilden. Diese wird flachgelegt und über eine Umlenkrolle als Folienbahn 40 ebenfalls auf einer Wickelrolle 50 aufgerollt.
Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch, in welcher Weise ein Produktionsmodell PM nun Parameterbeziehungen einstellen bzw. setzen kann. Modellparameter MP des Produktionsmodells PM können hier Eingangsparameter EP und Ausgangsparameter AP sein. Die Figuren 3 und 4 unterscheiden sich dabei von der Richtung, in welche das Produktionsmodell PM wirkt. Grundsätzlich ist eine bidirektionale oder sogar multidirektionale Auswirkung möglich. So ist es denkbar, dass sowohl aus Ausgangsparametern AP über das Produktionsmodell Eingangsparameter EP erzeugt werden, aber auch in umgekehrter Richtung.
Der erfindungsgemäße Kerngedanke ist insbesondere in der Figur 5 schematisch dargestellt. In einem Industrieprozess bzw. in einer Industrieanlage geht eine Auftragsanfrage AA ein. Diese erhält die Information über wenigstens einen Ausgangsparameter AP. Innerhalb der Industrieanlage ist ein Produktionsmodell PM, zum Beispiel als Computerprogrammprodukt, gespeichert und vorhanden. Der wenigstens eine Ausgangsparameter AP der Auftragsanfrage AA wird nun mit dem Produktionsmodell PM in Parameterbeziehung mit wenigstens einem Eingangsparameter EP gesetzt, sodass anschließend ein gleicher oder ein anderer Eingangsparameter EP als Ausgabe aus dem Produktionsmodell PM erzeugt wird. Auf Basis dieser erzeugten Eingangsparameter EP kann nun eine Vielzahl von Möglichkeiten generiert werden, zum Beispiel die Optimierung des Folienproduktionsprozesses, eine entsprechende Auswahl einer Folienextrusionsanlage oder auch eine Optimierung des angefragten Produktionsauftrages
In der Figur 6 ist eine Weiterbildung der Ausführungsform der Figur 5 dargestellt. Hier wird auf Basis des erzeugten Eingangsparameters EP eine Auftragsantwort generiert, welche zum Beispiel den Eingangsparameter EP, welcher erzeugt worden ist, enthalten kann. Die Weiterleitung und Rückmeldung an den entsprechend Anfragenden führt dazu, dass nun der die Auftragsanfrage AA beantwortet und zum Beispiel zur Produktion freigegeben werden kann.
Anhand der Figuren 7 und 8 ist gut zu erkennen, wie mithilfe eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Optimierung auch über einzelne Produktionsaufträge PA hinaus erfolgen kann. Eine Auftragsanfrage AA kann nun mithilfe eines Produktionsmodells PM nicht nur wirtschaftlich und energetisch, sondern auch zeitlich exakt definiert werden. Um eine Einbindung in einen zeitlichen Ablauf von mehreren Produktionsaufträgen PA vorzusehen, können nun ähnliche, zum Beispiel basiert auf ähnlichen Rohstoffen, Produktionsaufträge PA miteinander kombiniert werden. Auch ist eine zeitliche Zusammenführung möglich, sodass insbesondere die Totzeiten der Folienextrusionsanlage reduziert werden können, wie dies zum Beispiel in der Figur 8 durch das Einpassen der Auftragsanfrage AA in den zeitlichen Ablauf der Produktionsaufträge PA gut zu erkennen ist.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsbeispiele beschreibt die vorliegende Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bez u aszei che n l iste
10 Folienextrusionsanlage 20 Extruder
30 Düse
40 Folienbahn
50 Wickelrolle PM Produktionsmodell
MP Modellparameter
EP Eingangsparameter
AP Ausgangsparameter
AA Auftragsanfrage
AW Auftragsantwort
PA Produktionsauftrag

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren für eine modellbasierte Bestimmung zur Bearbeitung einer Auftragsanfrage (AA) mittels eines Produktionsmodells (PM) einer Folienextrusionsanlage (10), aufweisend die folgenden Schritte:
- Erfassen wenigstes eines Modellparameters (MP) in Form eines Ausgangsparameters (AP) des Produktionsmodells (MP) zur Erfassung einer angefragten Folienprodukteigenschaft der Auftragsanfrage (AA),
- Ausbilden einer Parameterbeziehung zwischen dem erfassten wenigstens einen Ausgangsparameter (AP) und wenigstens einem Modellparameter (MP) in Form eines Eingangsparameters (EP) des Produktionsmodells (PM) zur Bestimmung einer Produktionssituation der Folienextrusionsanlage (10),
- Erzeugen wenigstens eines Eingangsparameters (EP) des Produktionsmodells (PM) auf Basis der ausgebildeten Parameterbeziehung als Vorgabe für einen Produktionsprozess auf der Folienextrusionsanlage (10).
2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit dem erzeugten wenigstens einen Eingangsparameter (EP) zumindest einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:
- Vorgabe einer spezifischen Folienextrusionsanlage (10)
- Vorgabe von Prozessparametern für den Betrieb der Folienextrusionsanlage (10)
- Vorgabe von Maschinenparametern für den Betrieb der Folienextrusionsanlage (10)
- Vorgabe von wirtschaftlichen Daten für den Betrieb der Folienextrusionsanlage (10)
- Vorgabe für eine Rohstoffauswahl für den Betrieb der Folienextrusionsanlage (10)
- Vorgabe für eine Rohstoffzusammensetzung für den Betrieb der Folienextrusionsanlage (10)
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des erzeugten wenigstens einen Eingangsparameters (EP) eine Auftragsantwort (AW) generiert wird für eine Beantwortung der Auftragsanfrage (AA).
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des erzeugten wenigstens einen Eingangsparameters (EP) ein Vergleich mit wenigstens einer weiteren Auftragsanfrage (AA) und/oder wenigstens einem bereits bestehenden Produktionsauftrag (PA) erfolgt, wobei auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs eine Abfolge von wenigstens zwei Produktionsaufträgen (PA) erstellt wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameterbeziehung zu dem gleichen Eingangsparameter (EP) ausgebildet wird, welcher anschließend erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung des wenigstens einen Eingangsparameters (EP) wenigstens ein Optimierungsschritt erfolgt, insbesondere mit zumindest einer der folgenden Prioritäten:
- Reduktion der Produktionszeit
- Reduktion des Rohstoffbedarfs
- Erhöhung der Anlageneffizienz
- Reduktion des Energiebedarfs
- Reduktion von Ausschussproduktion
- Reduktion von Stillstandzeit der Folienextrusionsanlage (10)
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbilden der Parameterbeziehung historische Daten zu bereits erledigten Produktionsaufträgen (PA) berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis eines Produktionserfolges bei und/oder nach der Erledigung eines Produktionsauftrages (PA) auf Basis einer zugehörigen Auftragsanfrage (AA) eine Anpassung des Produktionsmodells (PM) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Produktionsmodell (PM) ein gewichtetes neuronales Netzwerk eingesetzt wird.
10. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung des
Programms auf einem Computer diesen dazu veranlassen die Schritte eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
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