EP4584074A1 - Verfahren zur unterstützung eines prozesswechsels, computerprogrammprodukt sowie system - Google Patents

Verfahren zur unterstützung eines prozesswechsels, computerprogrammprodukt sowie system

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EP4584074A1
EP4584074A1 EP23771807.7A EP23771807A EP4584074A1 EP 4584074 A1 EP4584074 A1 EP 4584074A1 EP 23771807 A EP23771807 A EP 23771807A EP 4584074 A1 EP4584074 A1 EP 4584074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
parameter set
manufacturing process
data
extrusion device
subsequent
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
EP23771807.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Niehues
Tobias Kulgemeyer
Till Bergmann
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 EP4584074A1 publication Critical patent/EP4584074A1/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
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/9298—Start-up, shut-down or parameter setting phase; Emergency shut-down; Material change; Test or laboratory equipment or studies
    • 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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32135—APC advanced process control applications

Definitions

  • the invention relates to a method for supporting a process change, a computer program product, and a system.
  • the extrusion device can advantageously be a film machine, in particular a cast film machine and/or a blown film machine.
  • the extrusion device can include one or more extruders to heat, mix and/or convey raw material.
  • the first and second film material are each designed as a plastic film.
  • the first film material and the second film material can preferably be in one recipe, i.e. H. in particular a material composition, and/or in a format.
  • different raw materials and/or different proportions of raw materials can be used for the first and second film material.
  • the format can preferably be a geometric design, such as: B. a film width and / or film thickness, of the first and second film material can be understood.
  • a production result of the manufacturing process can be a first film product, e.g. B. a tubular and/or flat film
  • a production result of the subsequent process can be a second film product, e.g. B. include a tubular and/or flat film.
  • the first and second film products can each be produced and/or processed in individual film sections or contiguously.
  • the manufacturing process and the subsequent process can each include a manufacturing order.
  • the process change can preferably take place without stopping the extrusion device, so that the manufacturing process and the subsequent process merge into one another and/or film material is produced permanently.
  • the manufacturing process is understood in particular to mean a good production of the first film material, ie a production of the first film material that meets at least one quality criterion for the first film material, in particular for the sale of the first film material.
  • the subsequent process is understood in particular to mean good production of the second film material, ie a production of the second film material that meets at least one quality criterion for the second film material, in particular for the sale of the second film material.
  • a changeover process can be carried out between the manufacturing process and the subsequent process in which only material scrap is produced that neither meets the quality criterion for the first film material nor the quality criterion for the second film material.
  • the changeover process is preferably minimized by the method according to the invention.
  • the process parameter set can include one or more process parameters of actual machine data and/or target machine data of the extrusion device, in particular in the form of sensor data and/or control and/or regulation data, of the manufacturing process.
  • the process parameter set can include temperature data of the extrusion device and/or material conveying data of the extrusion device, in particular in the form of a conveying speed and/or an extruder speed. It can be provided that a continuous or discontinuous control and/or regulation of the extrusion device is carried out by the process parameter set when controlling the extrusion device during the manufacturing process.
  • the process parameter set can be transferred from the control system to the extrusion device, in particular to components of the extrusion device.
  • an influence of the adaptation on the manufacturing process is preferably evaluated and the preparatory measure is determined depending on the influence of the adaptation on the manufacturing process.
  • the adaptation can be varied in order to optimize the preparation process, particularly with regard to the influence of the adaptation on the manufacturing process.
  • the planning of the preparation process is carried out depending on a target variable, in particular to be optimized, in particular where the target variable is a quantity of material, a change time of the process change, a quality criterion for the first film material and / or the second film material and / or a process reliability when carrying out the Process change includes.
  • the amount of material can relate to a material ingredient, ie in particular a raw material, for the first and/or second film material.
  • the target size comprises an amount of material of a film material produced by the extrusion device, ie in particular a starting material.
  • a limit parameter set for limiting the adaptation of the process parameter set is determined.
  • the limit parameter set can e.g. B. be defined based on a quality criterion for the first film material.
  • a limit parameter and/or a limit range can preferably be defined for each process parameter.
  • the limit parameter set can be determined.
  • the limit parameter set can be provided and/or retrieved from a storage unit.
  • the limit parameter set, e.g. B. is calculated based on a calculation model for the extrusion device and/or the manufacturing process.
  • the method in particular in the form of a method step, comprises:
  • the process goal can e.g. B. include an amount of the first film material to be produced.
  • the process goal can have a correlation to one or more quality criteria of the first film material and/or a process stability of the manufacturing process. It is therefore conceivable that the process goal includes a certain amount of a first film quality and a certain amount of a second film quality of the first film material.
  • the amount of the first film material can, for. B. be specified in weight and / or in wraps produced.
  • material data from the manufacturing process for producing the first film is preferably recorded.
  • the material data may include input data of a raw material and/or output data of a produced quantity of the first film material.
  • the material data can include a material type, a material composition, in particular with percentages of material ingredients, and / or material properties, such as. B. a viscosity of the material ingredients.
  • the material ingredients can be understood to mean, in particular, raw materials from the manufacturing process.
  • a rinsing process is required to set up the subsequent process based on the target process parameter set.
  • These actions can affect the flow of materials, e.g. B. a flushing material.
  • material data in particular for depicting a material behavior, of at least one first material ingredient used in the manufacturing process, and on the basis of the target process parameter set, subsequent material data, in particular for depicting a material behavior, of at least one second material ingredient used in the subsequent process instead of the first material ingredient is determined can be.
  • the material progression can therefore be simulated in particular in order to at least partially calculate in advance whether the process goal will be achieved. This allows the comparison data and/or the recommendation for action to be prepared in an improved manner.
  • the preparatory measure involves automatically controlling the extrusion device to carry out the at least partial adjustment of the process parameter set during the manufacturing process, i.e. H. especially before the process is completed.
  • the control system can send a signal to the extrusion device for controlling and/or regulating the extrusion device for the manufacturing process.
  • the control signal can include the adjustment of the process parameter set, in particular in the form of target process parameters and/or target curves of process parameters.
  • an assessment of material sections of the first film material produced is carried out with regard to a quality criterion of the first film material and, in order to predict the fulfillment of the process goal, it is checked which of the material sections meet the quality criterion.
  • the material sections can relate to different phases of the manufacturing process.
  • the phases of the manufacturing process can include an initialization process of the manufacturing process, e.g. B. in the form of starting up the extrusion device and / or good production.
  • the material sections can be divided into batches of the first film material.
  • a film quality of the first film material can preferably be measured.
  • a process turning point is determined based on the balancing and/or based on the process completion, from which a continuation of the manufacturing process in compliance with a quality criterion and / or a process stability criterion of the first film material is no longer possible.
  • the quality criterion can be the quality criterion of the material sections.
  • the process change to the subsequent process is forced to be carried out, in particular electronically.
  • an extension of the manufacturing process can be initiated automatically and/or by an operator before the process turning point and/or can be prevented, in particular electronically, after the process turning point.
  • the process turning point can be used as information for an operator be issued.
  • the process turning point can prevent e.g. B. due to manual user interaction during the manufacturing process, poor production occurs unnoticed, which then changes back into good production due to a subsequent extension of the manufacturing process.
  • confirmation of the process turning point by an operator is expected before the preparatory measure is carried out. This can prevent the process turning point from being reached without the consent of the operator, in particular through the preparatory measure.
  • the method includes:
  • the preparatory measure is interrupted and/or a countermeasure is carried out if it is determined based on the sensor data that the process condition is not met.
  • the sensor data can include, for example, motor current values of an electric motor, temperature values and/or a temperature curve on a component of the extrusion device and/or the like. This allows you to see at any time how far the process change has been implemented on the extrusion device.
  • the sensor data can include image data from a camera, in particular for detecting a bubble shape.
  • the process condition may include maintaining a bubble shape in order to prevent film tearing and thus an interruption of the manufacturing process. Monitoring can thus be carried out using the sensor data in order to be able to control the influence of the preparatory measure on the manufacturing process.
  • the method comprises:
  • Determining the subsequent process based on a process collection for the production of different film materials by analyzing the process collection based on the process parameter set of the manufacturing process with regard to the at least partial adaptation of the process parameter set.
  • a target variable for determining the subsequent process can be set in the form of a material consumption to be minimized, a process change time to be minimized, a quality criterion of the first and/or second film material and/or a process stability criterion. It is conceivable that several target variables are taken into account when determining the subsequent process.
  • the process collection can include several planned manufacturing processes, for example in the form of an order list of film materials to be manufactured.
  • the subsequent process can be automatically determined from the planned manufacturing processes in order to coordinate the subsequent process with the ongoing manufacturing process. This can simplify the process change.
  • a parameter comparison of the process parameter set of the current manufacturing process can be carried out with parameter sets of the planned manufacturing processes.
  • the recipes of the planned manufacturing processes can be checked during the prioritization process for similarity to the recipe of the ongoing manufacturing process.
  • the process collection can be sorted to determine the subsequent process in order to determine an order of the manufacturing processes.
  • reference data of at least one reference change and/or a process history of previous manufacturing processes are provided for the ongoing manufacturing process, with the planning of the preparation process and/or the calculation of the process completion being carried out depending on the reference data.
  • the reference change can in particular be a recorded process change, in particular in which the same or similar recipes were present compared to the current process change.
  • the reference change can be carried out by an experienced operator, such as. B. a so-called lead operator, can be carried out manually for recording. This allows other operators who are less experienced with the process change to be guided by the reference change to execute the process change.
  • the control system can have artificial intelligence, in particular in the form of an artificial neural network.
  • the reference data can form training data for artificial intelligence.
  • implementation data of the preparatory measure are stored as part of the process history to make them available for further subsequent processes.
  • the implementation data can include the material data, the process parameter set, the target subsequent parameter set, the at least one quality criterion and/or further process data.
  • the preparatory measure and/or the current process change can thus be incorporated into the database available to the control system and, in particular, the know-how of the operation of the extrusion device can be improved.
  • a system reaction to the preparatory measure can also be recognized and evaluated.
  • the evaluation based on the sensor data can be saved with the implementation data.
  • the method can therefore be designed to be self-learning.
  • control system in particular a control unit of the control system, can have artificial intelligence, in particular in the form of an artificial neural network.
  • Artificial intelligence can create a self-learning system.
  • artificial intelligence can process large amounts of data in order to optimize the process change.
  • the control system can preferably have a control unit, in particular with a processor and/or microprocessor, for carrying out the method.
  • the control unit can be integrated into a control unit of the extrusion device and/or into a control center.
  • the control center can include a server and/or a cloud.
  • the control system has several control units, in particular arranged in a distributed manner, for carrying out the method.
  • the control system can include a storage unit and/or a database for providing the target follow-up parameter set.
  • FIG. 1 shows a system according to the invention when executing a method according to the invention
  • Figure 3 shows a process flow during the process change
  • Figure 5 shows the process in a schematic representation of process steps.
  • the identical reference numbers are used for the same technical features in different exemplary embodiments.
  • a computer program product may be provided that includes instructions that, when executed by the control system 20, cause the control system 20 to execute the method 100.
  • Process steps of the process 100 are shown schematically in Figure 5.
  • the method 100 first involves controlling 101 of the extrusion device 10 with at least one process parameter set 202.
  • the process parameter set 202 in particular includes one or more process parameters 202.1 of actual machine data and/or target machine data of the extrusion device 10, in particular in the form of sensor data 207 and/or control and/or regulation data, for the manufacturing process 200.
  • the process parameter set 202 can in particular be defined at least partially based on a recipe for the first film material 201.
  • a current status of the extrusion device 10 and the manufacturing process 200 is represented by the process parameter set 202.
  • the first film material 201 can be produced at least in sections.
  • the method 100 also involves planning 105 of a preparation process 220 to prepare the subsequent process 210 for at least partially adapting the process parameter set 202.
  • the preparation process 220 is shown in FIG and/or automatic change actions 236 to carry out the process change.
  • the preparatory measure 230 can z. B. at least one or more changing actions 236 for a rinsing process 236.1, an adjustment 236.2 of a process parameter 202.1 in the form of a temperature of the extrusion device 10 and / or a change 236.3 of the process parameter set 202 to obtain bubble stability of a film bubble, in particular during the adjustment of the temperature.
  • the preparatory measure 230 includes a change to a material supply 12.1 and/or a starting process for the intermediate process 200.3.
  • some changing actions 236 can be carried out and/or prepared before the manufacturing process 200 is completed.
  • at least one preparatory measure 230 for executing the preparation process 220 for the process change can be defined.
  • the process parameter set 202 can be at least partially adapted to the assigned target subsequent parameter set 212. It is therefore conceivable that the process parameter set 202 includes temperature data of the extrusion device 10 and/or material conveying data of the extrusion device 10, in particular in the form of a conveying speed and/or an extruder speed, the adjustment of which is determined during the preparation process 220.
  • the first film material 201 can continue to be produced even if individual process parameters 202.1 are already changed. Therefore, when planning 105 of the preparation process 220 for the process parameter set 202 of the Manufacturing process 200 preferably determines a limit parameter set 222 to limit the adaptation to the target subsequent parameter set 212.
  • the limit parameter set 222 can, for example, be taken from predetermined process data of the manufacturing process 200.
  • a process completion 204 of the manufacturing process 200 is preferably pre-calculated depending on the process parameter set 202. This makes it possible, for example, to determine at what point in time the adaptation of the process parameter set 202 should be completed in order to begin the next phase of the process change and/or the subsequent process 210 after the adaptation.
  • a determination 104 of a process goal 205 of the manufacturing process 200 for producing the first film material 201 can first be carried out.
  • the process goal 205 can e.g. B. based on order data for the manufacturing process
  • the process completion 204 can then be precalculated depending on the process goal 205 and the at least partial adaptation of the process parameter set 202 to the assigned target subsequent parameter set 212.
  • the process completion 204 can be dynamically coordinated with the order-related boundary conditions in the form of the process goal 205 and/or the process-related planning of the adjustment of the process parameter set 202.
  • the method 100 also carries out an accounting 224 of a produced quantity of the first film material 201 and/or a quantity of a material ingredient 206 introduced into the extrusion device 10.
  • material data in particular weight data, volume data, delivery data and/or the like, can be measured on the extrusion device 10.
  • the balancing 224 is taken into account in particular when planning 105 the preparation process 220 in order to enable the adjustment to be scheduled and/or to define an optimal time for the adjustment.
  • a product-related analysis of the balanced quantity can also be realized in that for the balancing 224 an assessment of material sections of the first film material 201 produced with regard to a quality criterion of the first film material
  • the Preparation process 220 can also be used to determine a material flow 225 within the extrusion device 10 for the process change depending on the process parameter set 202 and the target subsequent parameter set 212.
  • the material flow 225 may represent a movement of a material boundary between two successive raw materials 206 in the extrusion device 10. This means that the process change can be at least partially material-controlled.
  • a process turning point 209 is determined based on the balancing 224 and/or based on the process completion 204, from which a continuation of the manufacturing process 200 while maintaining a quality criterion of the first film material 201 is no longer possible.
  • the process turning point 209 can be output by the display device 22.
  • reference data 223 of at least one reference change 251 can also be provided for the ongoing manufacturing process 200.
  • the reference change 251 can be a process change that is or was carried out by an experienced operator, in particular a lead operator.
  • the reference data 223 can in particular include a recording of the reference change 251. Additionally or alternatively, the reference data 223 can include a process history 250 of previous manufacturing processes 200, which is retrieved from the storage unit 21.
  • the planning 105 of the preparation process 220 and/or the calculation of the process completion 204 is carried out depending on the reference data 223.
  • the preparatory measure 230 preferably includes an automatic control 230.1 of the extrusion device 10 for carrying out the at least partial adaptation of the process parameter set 202 during the manufacturing process 200. Additionally or alternatively, it is conceivable that the preparatory process 220 requires a user interaction 233 and the preparatory measure 230 requires an output of a recommendation for action 232 for carrying out the user interaction 233 to an operator, in particular through a display device 22 of the control system 20.
  • the implementation 106 of the preparatory measure 230 is preferably carried out in time depending on the process completion 204 in order to match the process completion 204 to allow timing. Furthermore, in preparation for the end of the process 204, in particular before carrying out 106 the preparatory measure 230, an automatic change of a material inflow to at least one extruder 11 and/or a feed device 12 of the extrusion device 10 can be carried out.
  • a detection 107 of sensor data 207 takes place in order to detect 103 a change in the manufacturing process 200 by one or more sensors 13 of the extrusion device 10, which depends on the preparatory measure 230 occurs.
  • the sensor data 207 are monitored with regard to a process condition 208 of the manufacturing process 200.
  • the process condition 208 includes the quality criterion of the first film material 201 and/or a process stability criterion of the manufacturing process 200.
  • implementation data 252 of the preparatory measure 230 are preferably stored, in particular, as part of the process history 250 to make them available for further subsequent processes 210 in the storage unit 22 of the control system 20, in order to use the implementation data 252 to create a learning effect and an improvement in the especially internal know-how.
  • the control unit 23 can have an artificial intelligence 24, to which the process parameter set 202 and the target subsequent parameter set 212 are supplied as input data in order to obtain the planning of the preparatory process 220 and/or the preparatory measure 230 as output data.
  • the implementation data 252 and/or the process history 250 with the sensor data 207, the process parameter set 202 and the target subsequent parameter set 212 of the artificial intelligence 24 can be supplied to the artificial intelligence 24 as training data.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Unterstützung zumindest eines Prozesswechsels von einem Herstellprozess (200) zur Herstellung eines ersten Folienmaterials (201) zu einem Folgeprozess (210) zur Herstellung eines zweiten Folienmaterials (211) bei einer Extrusionsvorrichtung (10). Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, sowie ein System (1).

Description

Verfahren zur Unterstützung eines Prozesswechsels, Computerprogrammprodukt sowie System
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Prozesswechsels, ein Computerprogrammprodukt, sowie ein System.
Es ist grundsätzlich bekannt, dass mit Extrusionsvorrichtungen in Form von Folienmaschinen unterschiedliche Produkte hergestellt werden können. Die Produkte unterscheiden sich dabei üblicherweise voneinander durch unterschiedliche Rezepturen. So wird sequenziell nacheinander eine Reihe unterschiedlicher Aufträge mit unterschiedlichen Rezepturen abgearbeitet. Für den Übergang zwischen zwei Rezepturen erfolgt ein Wechsel von einer aktuellen im Einsatz befindlichen Rezeptur auf eine nachfolgende Folgerezeptur. Dieser Wechsel wird in bekannten Lösungen üblicherweise manuell und auf Basis der Erfahrung des Maschinenbedieners durchgeführt.
Nachteilhaft bei derartigen Lösungen ist es, dass ausschließlich auf Basis des Wissens des Maschinenbedieners die Qualität und vor allem auch die notwendige Zeit für die Durchführung des Wechsels von einer Rezeptur auf die Folgerezeptur beruhen. So kann insbesondere bei unerfahrenen Maschinenbedienern eine sehr hohe Ausschussquote für diesen Wechsel zwischen den Rezepturen erzielt werden. Insbesondere ist keine eindeutige und kontinuierliche Qualitätsanforderung für alle Wechsel zu Folgerezepturen auf diese Weise erreichbar. Nicht zuletzt können Fehlermöglichkeiten nicht ausgeschlossen werden.
Aus der DE 10 2015 108 974 A1 ist es daher bekannt, eine Prozessgrenze in Form eines Endes eines Produktionsauftrages vorauszubestimmen und in Voraussicht dieses Endes des Produktionsauftrages einen reduzierten Wechselfüllstand vorzugeben. Dadurch kann ein Materialausschuss aufgrund eines Materialüberschusses beim Prozesswechsel reduziert werden. Es ist jedoch wünschenswert, den Materialausschuss weiter zu reduzieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Prozesswechsel einer Extrusionsvorrichtung zu verbessern, um eine benötigte Wechselzeit zu verkürzen und/oder einen Materialausschuss bei dem Prozesswechsel zu verringern.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 17, sowie ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen 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/oder dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Unterstützung zumindest eines Prozesswechsels von einem Herstellprozess zur Herstellung eines ersten Folienmaterials zu einem Folgeprozess zur Herstellung eines zweiten Folienmaterials bei einer Extrusionsvorrichtung vorgesehen. Das Verfahren umfasst, insbesondere in Form von Verfahrensschritten:
- Ansteuern der Extrusionsvorrichtung zum Durchführen des Herstellprozesses mit zumindest einem Prozessparametersatz, insbesondere durch ein Kontrollsystem, Erkennen von zumindest einem, dem Prozessparametersatz zugeordneten Soll- Folgeparametersatz des Folgeprozesses, insbesondere durch das Kontrollsystem,
- Planen eines Vorbereitungsvorgangs zur Vorbereitung des Folgeprozesses mit zumindest einer Vorbereitungsmaßnahme zur zumindest teilweisen oder vollständigen Anpassung des Prozessparametersatzes in Abhängigkeit von dem zugeordneten Soll-Folgeparametersatz, insbesondere durch das Kontrollsystem, Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme während des Herstellprozesses, um den Prozesswechsel vom Herstellprozess zum Folgeprozess vorzubereiten, insbesondere durch das Kontrollsystem.
Bei der Extrusionsvorrichtung kann es sich vorteilhafterweise um eine Folienmaschine, insbesondere eine Gießfolienmaschine und/oder eine Blasfolienmaschine, handeln. Dabei kann die Extrusionsvorrichtung einen oder mehrere Extruder umfassen, um Rohmaterial zu erhitzen, zu vermischen und/oder zu fördern.
Vorzugsweise sind das erste und zweite Folienmaterial jeweils als Kunststofffolie ausgebildet. Das erste Folienmaterial und das zweite Folienmaterial können sich vorzugsweise in einer Rezeptur, d. h. insbesondere einer Materialzusammensetzung, und/oder in einem Format unterscheiden. Beispielsweise können für das erste und zweite Folienmaterial unterschiedliche Rohmaterialien und/oder unterschiedliche Mengenanteile von Rohmaterialien eingesetzt werden. Unter dem Format kann vorzugsweise eine geometrische Ausgestaltung, wie z. B. eine Folienbreite und/oder Foliendicke, des ersten und zweiten Folienmaterials verstanden werden. Ein Produktionsergebnis des Herstellprozesses kann ein erstes Folienprodukt, z. B. eine Schlauch- und/oder Flachfolie, und ein Produktionsergebnis des Folgeprozesses kann ein zweites Folienprodukt, z. B. eine Schlauch- und/oder Flachfolie, umfassen. Dabei können das erste und zweite Folienprodukt jeweils in einzelnen Folienabschnitten oder zusammenhängend hergestellt und/oder verarbeitet werden.
Der Herstellprozess und der Folgeprozess können jeweils einen Herstellauftrag umfassen. Dabei kann der Prozesswechsel vorzugsweise ohne Anhalten der Extrusionsvorrichtung erfolgen, so dass der Herstellprozess und der Folgeprozess ineinander übergehen und/oder permanent Folienmaterial produziert wird. Unter dem Herstellprozess wird insbesondere eine Gutproduktion des ersten Folienmaterials verstanden, d. h. eine Produktion des ersten Folienmaterials, die zumindest einem Qualitätskriterium für das erste Folienmaterial, insbesondere zum Verkauf des ersten Folienmaterials, genügt. Unter dem Folgeprozess wird insbesondere eine Gutproduktion des zweiten Folienmaterials verstanden, d. h. eine Produktion des zweiten Folienmaterials, die zumindest einem Qualitätskriterium für das zweite Folienmaterial, insbesondere zum Verkauf des zweiten Folienmaterials, genügt. Zwischen dem Herstellprozess und dem Folgeprozess kann ein Umstellprozess ausgeführt werden, bei welchem lediglich Materialausschuss produziert wird, der weder dem Qualitätskriterium für das erste Folienmaterial, noch dem Qualitätskriterium für das zweite Folienmaterial genügt. Der Umstellprozess wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise minimiert.
Der Prozessparametersatz kann einen oder mehrere Prozessparameter von Ist- Maschinendaten und/oder Soll-Maschinendaten der Extrusionsvorrichtung, insbesondere in Form von Sensordaten und/oder Steuerungs- und/oder Regelungsdaten, des Herstellprozesses umfassen. Beispielsweise kann der Prozessparametersatz Temperaturdaten der Extrusionsvorrichtung und/oder Materialförderdaten der Extrusionsvorrichtung, insbesondere in Form einer Fördergeschwindigkeit und/oder einer Extruderdrehzahl, umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass durch den Prozessparametersatz eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Steuerung und/oder Regelung der Extrusionsvorrichtung beim Ansteuern der Extrusionsvorrichtung während des Herstellprozesses ausgeführt wird. Dazu kann der Prozessparametersatz vom Kontrollsystem an die Extrusionsvorrichtung, insbesondere an Komponenten der Extrusionsvorrichtung, übertragen werden.
Der Soll-Folgeparametersatz kann einen oder mehrere Folgeprozessparameter von Soll- Maschinendaten der Extrusionsvorrichtung, insbesondere in Form von Steuerungs- und/oder Regelungsdaten, für den Folgeprozess umfassen. Insbesondere kann der Soll- Folgeparametersatz Temperaturdaten der Extrusionsvorrichtung und/oder Materialförderdaten der Extrusionsvorrichtung, insbesondere in Form einer Fördergeschwindigkeit und/oder einer Extruderdrehzahl, umfassen. Somit kann der Soll- Folgeparametersatz einen oder mehrere Folgeprozessparameter umfassen, die dem einen oder den mehreren Prozessparametern des Prozessparametersatzes zugeordnet sind, sich jedoch auf den Folgeprozess beziehen. Beim Erkennen des Soll-Folgeparametersatzes kann der Soll-Folgeparametersatz z. B. von einer Speichereinheit und/oder aus einer Datenbank abgerufen werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der Soll-Folgeparametersatz durch eine Benutzereingabe, insbesondere an der Extrusionsvorrichtung, erfasst wird.
Der Vorbereitungsvorgang kann einen zeitlichen Ablauf des Herstellprozesses, insbesondere der Ansteuerung der Extrusionsvorrichtung bis zu einem Prozessabschluss des Herstellprozesses umfassen. Dabei kann für zumindest einen Prozessparameter, vorzugsweise für jeden Prozessparameter, des Prozessparametersatzes festgelegt werden, ob und/oder wann die zumindest teilweise Anpassung an den jeweils zugeordneten Folgeparameter des Folgeparametersatzes erfolgt. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass lediglich die, insbesondere nächste, Vorbereitungsmaßnahme beim Planen des Vorbereitungsvorgangs definiert wird. In diesem Fall kann das Planen des Vorbereitungsvorgangs vorzugsweise nach dem Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme wiederholt werden. Die Anpassung des Prozessparametersatzes kann dabei eine zumindest teilweise oder vollständige Angleichung eines oder mehrerer, vorzugsweise aller, Prozessparameter des Prozessparametersatzes an die jeweils zugeordneten Folgeprozessparameter des Soll-Folgeparametersatzes umfassen. Vorzugsweise wird beim Vorbereitungsvorgang ein Einfluss der Anpassung auf den Herstellprozess evaluiert und die Vorbereitungsmaßnahme in Abhängigkeit von dem Einfluss der Anpassung auf den Herstellprozess festgelegt. Beispielsweise kann eine Variation der Anpassung erfolgen, um den Vorbereitungsvorgang, insbesondere in Hinblick auf den Einfluss der Anpassung auf den Herstellprozess, zu optimieren. Vorzugsweise wird das Planen des Vorbereitungsvorgangs in Abhängigkeit von einer, insbesondere zu optimierenden, Zielgröße durchgeführt, insbesondere wobei die Zielgröße eine Materialmenge, eine Wechselzeit des Prozesswechsels, ein Qualitätskriterium für das erste Folienmaterial und/oder das zweite Folienmaterial und/oder eine Prozesssicherheit beim Durchführen des Prozesswechsels umfasst. Die Materialmenge kann sich auf eine Materialzutat, d. h. insbesondere ein Rohmaterial, für das erste und/oder zweite Folienmaterial beziehen. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Zielgröße eine Materialmenge eines durch die Extrusionsvorrichtung hergestellten Folienmaterials, d. h. insbesondere eines Ausgangsmaterials, umfasst.
Die Vorbereitungsmaßnahme wird vorzugsweise bei dem Vorbereitungsvorgang festgelegt und/oder automatisch in Abhängigkeit von dem geplanten Vorbereitungsvorgang ausgeführt. Insbesondere erfolgt das Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme während des Herstellprozesses, d. h. vor dem Prozesswechsel und/oder dem Prozessabschluss des Herstellprozesses. Die Vorbereitungsmaßnahme kann dazu ausgeführt sein, die zumindest teilweise Anpassung des Prozessparametersatzes an den Soll-Folgeparametersatz automatisch auszuführen und/oder zu unterstützen. Es ist denkbar, dass die Vorbereitungsmaßnahme eine Ausgabe einer oder mehrerer Handlungsempfehlungen zur zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes an den zugeordneten Soll- Folgeparametersatz umfasst. Es ist im Rahmen der Erfindung erkannt worden, dass bestimmte Maßnahmen zur Vorbereitung des Folgeprozesses bereits während des Herstellprozesses, d. h. vor einem Prozessabschluss des Herstellprozesses, getroffen werden können, ohne den Herstellprozess zu beeinträchtigen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass im Folgeprozess eine erhöhte Temperatur einer Komponente der Extrusionsvorrichtung erforderlich ist, um das zweite Folienmaterial herzustellen, jedoch eine Erhöhung der Temperatur, insbesondere in einem bestimmten Rahmen, noch immer zu einer gewünschten Folienqualität des ersten Folienmaterials führt. Somit können beim Vorbereitungsvorgang geeignete Prozessparameter für die Anpassung während des Herstellprozesses identifiziert werden. Dabei kann die Extrusionsvorrichtung permanent zum Durchführen des Herstellprozesses angesteuert werden. Daher erfolgt das Planen des Vorbereitungsvorgangs und das Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme insbesondere noch während des Herstellprozesses. Dadurch wird eine Prozessgrenze zwischen dem Herstellprozess und dem Folgeprozess verwässert und/oder zum Teil in den Herstellprozess hineinverlegt. Wenn die Vorbereitung somit schon zumindest zum Teil im laufenden Herstellprozess erfolgt, bei dem noch das erste Folienmaterial hergestellt wird, kann dementsprechend ein Materialausschuss beim Prozesswechsel reduziert und/oder eine Wechselzeit beim Prozesswechsel verkürzt werden.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass beim Planen des Vorbereitungsvorgangs für den Prozessparametersatz des Herstellprozesses ein Grenzparametersatz zur Begrenzung der Anpassung des Prozessparametersatzes ermittelt wird. Der Grenzparametersatz kann z. B. anhand eines Qualitätskriteriums für das erste Folienmaterial definiert sein. Dabei kann vorzugsweise für jeden Prozessparameter ein Grenzparameter und/oder ein Grenzbereich festgelegt sein oder werden. Beim Planen des Vorbereitungsvorgangs kann der Grenzparametersatz ermittelt werden. Beispielsweise kann der Grenzparametersatz bereitgestellt und/oder von einer Speichereinheit abgerufen werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der Grenzparametersatz, z. B. anhand eines Berechnungsmodells für die Extrusionsvorrichtung und/oder den Herstellprozess, berechnet wird. Durch den Grenzparametersatz kann sichergestellt werden, dass die beim Planen des Vorbereitungsvorgangs definierte Anpassung des Prozessparametersatzes sich nicht oder nur geringfügig auf eine Folienqualität des ersten Folienmaterials während des Herstellprozesses auswirkt. Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass der Prozessparametersatz Temperaturdaten der Extrusionsvorrichtung und/oder Materialförderdaten der Extrusionsvorrichtung, insbesondere in Form einer Fördergeschwindigkeit und/oder einer Extruderdrehzahl, umfasst, deren Anpassung beim Vorbereitungsvorgang festgelegt wird. Die Einstellung einer bestimmten Prozesstemperatur für den Folgeprozess benötigt in der Regel eine bestimmte Vorlaufzeit, um eine Komponente der Extrusionsvorrichtung, wie z. B. einen Folienblaskopf, aufzuheizen. Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit einer Temperaturanpassung mit weniger oder gleich 20 °C pro Stunde betrieben werden. Gleichzeitig kann der Herstellprozess unempfindlich gegenüber einigen Grad Unterschied der Prozesstemperatur sein, so dass während dem Aufheizen noch weiterhin eine Gutproduktion möglich ist. Durch die Verlagerung des Aufheizens in den Herstellprozess kann die Prozessgrenze zwischen dem Herstellprozess und dem Folgeprozess folglich verschwimmen. Die Anpassung von Materialförderdaten kann sich z. B. positiv auf eine Blasenstabilität auswirken, wenn es sich bei dem Herstellprozess um eine Blasfolienextrusion handelt. Durch die Materialförderdaten können somit etwaige negative Effekte einer Anpassung eines anderen Prozessparameters ausgeglichen werden. Ferner kann durch eine Anpassung der Materialförderdaten ein Spülvorgang eines oder mehrerer Extruder der Extrusionsvorrichtung vorbereitet werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass beim Planen des Vorbereitungsvorgangs ein Prozessabschluss des Herstellprozesses in Abhängigkeit von dem Prozessparametersatz vorausberechnet wird, insbesondere wobei das Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme zeitlich in Abhängigkeit von dem Prozessabschluss erfolgt. Unter dem Prozessabschluss kann ein Punkt, insbesondere ein Zeitpunkt, für den Herstellprozess verstanden werden, ab welchem eine Gutproduktion des ersten Folienmaterials abgeschlossen ist. Nach dem Prozessabschluss kann der Umstellprozess und/oder der Folgeprozess beginnen. Zur Vorausberechnung des Prozessabschlusses können Auftragsdaten des Herstellprozesses berücksichtigt werden. Ferner kann zur Vorausberechnung des Prozessabschlusses eine Menge des bereits durch den Herstellprozess produzierten ersten Folienmaterials bestimmt werden. Durch die Vorausberechnung des Prozessabschlusses kann ein Timing für die Anpassung verbessert werden. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt für die Vorbereitungsmaßnahme vorgegeben werden, so dass ein Abschluss der Anpassung des Prozessparametersatzes zeitlich und/oder in Bezug auf einen Materialverbrauch mit dem Prozessabschluss zusammenfällt.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass das Verfahren, insbesondere in Form eines Verfahrensschrittes, umfasst:
Bestimmen eines Prozessziels des Herstellprozesses zur Herstellung des ersten Folienmaterials, insbesondere durch das Kontrollsystem, wobei der Prozessabschluss in Abhängigkeit von dem Prozessziel und der zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes vorausberechnet wird. Das Prozessziel kann z. B. eine zu produzierende Menge des ersten Folienmaterials umfassen. Ferner kann das Prozessziel eine Korrelation zu einem oder mehreren Qualitätskriterien des ersten Folienmaterials und/oder einer Prozessstabilität des Herstellprozesses aufweisen. So ist es denkbar, dass das Prozessziel eine bestimmte Menge einer ersten Folienqualität und eine bestimmte Menge einer zweiten Folienqualität des ersten Folienmaterials umfasst. Die Menge des ersten Folienmaterials kann z. B. in Gewicht und/oder in produzierten Wickeln vorgegeben sein. Vorzugsweise werden zum Erkennen des Prozessparametersatzes Materialdaten des Herstellprozesses zur Herstellung der ersten Folie erfasst. Die Materialdaten können Eingangsdaten eines Rohmaterials und/oder Ausgangsdaten einer produzierten Menge des ersten Folienmaterials umfassen. Ferner können die Materialdaten einen Materialtyp, eine Materialzusammensetzung, insbesondere mit prozentualen Anteilen von Materialzutaten, und/oder Materialeigenschaften, wie z. B. eine Viskosität der Materialzutaten, umfassen. Unter den Materialzutaten können insbesondere Rohmaterialien des Herstellprozesses verstanden werden. Bei dem Vergleich des Prozessparametersatzes mit Soll-Folgeparametersatz können Dadurch kann der Prozessabschluss auftragsbezogen vorausberechnet werden. Bei der Vorausberechnung des Prozessabschlusses kann somit der noch ausstehende Verlauf des Herstellprozesses mit der Anpassung des Prozessparametersatzes miteinbezogen sein.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass ein Materialfluss innerhalb der Extrusionsvorrichtung für den Prozesswechsel in Abhängigkeit von dem Prozessparametersatz und dem Soll-Prozessparametersatz ermittelt wird, wobei das Planen des Vorbereitungsvorgangs in Abhängigkeit von dem Materialfluss ausgeführt wird. Beim Ermitteln des Materialflusses kann der Materialfluss vorteilhafterweise, insbesondere analytisch und/oder numerisch, berechnet und/oder empirisch bestimmt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein beobachteter Materialfluss über eine bestimmte Zeitspanne extrapoliert wird. Zum Ermitteln des Materialflusses können durch den Prozessparametersatz und den Soll-Prozessparametersatz Informationen über Randbedingungen und/oder Materialzutaten bereitgestellt werden. Beispielsweise kann anhand des Prozessparametersatzes und des Soll-Prozessparametersatzes festgestellt werden, ob für den Prozesswechsel bestimmte Handlungen, wie z. B. ein Spülvorgang, erforderlich sind, um den Folgeprozess anhand des Soll-Prozessparametersatzes aufzusetzen. Diese Handlungen können den Materialfluss, z. B. eines Spülmaterials, bestimmen. Weiterhin ist es denkbar, dass anhand des Prozessparametersatzes Materialdaten, insbesondere zur Abbildung eines Materialverhaltens, zumindest einer im Herstellprozess verwendeten ersten Materialzutat und anhand des Soll- Prozessparametersatzes Folgematerialdaten, insbesondere zur Abbildung eines Materialverhaltens, zumindest einer im Folgeprozess anstelle der ersten Materialzutat verwendeten zweiten Materialzutat bestimmt werden können. Somit kann der Materialverlauf insbesondere simuliert werden, um das Erreichen des Prozessziels zumindest teilweise im Voraus zu berechnen. Dadurch können die Vergleichsdaten und/oder die Handlungsempfehlung verbessert aufbereitet werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass die Vorbereitungsmaßnahme ein automatisches Ansteuern der Extrusionsvorrichtung zum Ausführen der zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes während des Herstellprozesses, d. h. insbesondere vor dem Prozessabschluss, umfasst. Beim automatischen Ansteuern in Abhängigkeit von dem Vorbereitungsvorgang kann von dem Kontrollsystem ein Signal zur Steuerung und/oder Regelung der Extrusionsvorrichtung für den Herstellprozess an die Extrusionsvorrichtung gesendet werden. Das Kontrollsignal kann die Anpassung des Prozessparametersatzes, insbesondere in Form von Soll-Prozessparametern und/oder Soll- Verläufen von Prozessparametern, umfassen. Durch das automatische Ansteuern kann eine hohe Präzision bei der Anpassung des Prozessparametersatzes erzielt werden. Darüber hinaus kann einem Bediener ein zeitlicher Freiraum geschaffen werden, welchen der Bediener zum Ausführen weiterer vorbereitender Maßnahme, wie z. B. Materialbesorgung, nutzen kann.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass zur Vorbereitung des Prozessabschlusses, d. h. insbesondere während des Herstellprozess und/oder vor und/oder mit dem Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme, ein automatisches Ändern eines Materialzuflusses zu zumindest einem Extruder und/oder einer Vorlagevorrichtung der Extrusionsvorrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von dem Prozessabschluss, ausgeführt wird. Beim Ändern des Materialzuflusses kann ein Materialzufluss einer ersten Materialzutat des Herstellprozesses reduziert werden, so dass zum Prozessabschluss keine oder nur eine reduzierte Menge der ersten Materialzutat in der Extrusionsvorrichtung vorliegt. Vorzugsweise kann beim Ändern des Materialzuflusses der Materialzufluss der ersten Materialzutat des Herstellprozesses unterbrochen werden und/oder ein Materialzufluss einer zweiten Materialzutat des Folgeprozesses aktiviert werden. Das Ändern des Materialzuflusses kann dazu führen, dass lediglich das noch im Extruder und/oder in der Vorlagevorrichtung befindliche Material verbraucht wird, um einen Materialausschuss beim Prozesswechsel zu reduzieren.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine, vorzugweise externe oder interne, Bilanzierung einer hergestellten Menge des ersten Folienmaterials und/oder einer Menge einer in die Extrusionsvorrichtung eingeführten Materialzutat erfolgt, insbesondere wobei der Vorbereitungsvorgang und/oder das Berechnen des Prozessabschlusses in Abhängigkeit von der Bilanzierung erfolgt. Die Bilanzierung kann für den bereits ausgeführten Teil des Herstellprozesses erfolgen. Insbesondere kann der Herstellprozess in mehrere Prozessphasen aufgeteilt sein, für welche die Bilanzierung jeweils separat erfolgt. Beispielsweise können die Prozessphasen eine Startphase zum Starten des Herstellprozesses, eine Gutproduktion, eine Schlechtproduktion und/oder Phasen verschiedener Folienqualitäten umfassen. Insbesondere kann die Menge des ersten Folienmaterials und/oder der eingeführten Materialzutat zur Bilanzierung gemessen werden. Die Menge des ersten Folienmaterials und/oder der eingeführten Materialzutat kann ein Gewicht umfassen. Die Menge des ersten Folienmaterials kann ferner durch Ermittlung der hergestellten Laufmeter des ersten Folienmaterials, einer hergestellten Fläche des ersten Folienmaterials und/oder einer Anzahl hergestellter Wickel ausgeführt werden. Die Menge der eingeführten Materialzutat kann z. B. in und/oder vor einem oder mehreren Extrudern der Extrusionsvorrichtung gemessen werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Bilanzierung anhand einer oder mehrerer Benutzereingaben erfolgt. Dazu kann dem Benutzer eine Eingabeaufforderung beim Vorbereitungsvorgang ausgegeben werden. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass für die Bilanzierung eine Bewertung von Materialabschnitten des hergestellten ersten Folienmaterials hinsichtlich eines Qualitätskriterium des ersten Folienmaterials erfolgt und zur Vorhersage der Erfüllung des Prozessziels überprüft wird, welche der Materialabschnitte das Qualitätskriterium erfüllen. Die Materialabschnitte können auf unterschiedliche Phasen des Herstellprozesses bezogen sein. Beispielsweise können die Phasen des Herstellprozesses einen Initialisierungsvorgang des Herstellprozesses, z. B. in Form eines Hochfahrens der Extrusionsvorrichtung und/oder eine Gutproduktion umfassen. Ferner können die Materialabschnitte in Chargen des ersten Folienmaterials eingeteilt sein. Zur Bewertung des Qualitätskriteriums kann eine Folienqualität des ersten Folienmaterials vorzugsweise gemessen werden. Das Qualitätskriterium kann beispielsweise eine Relaxationsgröße, eine Foliendicke, eine Druckqualität eines Aufdrucks auf das erste Folienmaterial und/oder eine Transparenz des hergestellten ersten Folienmaterials umfassen. Ferner können bei der Bewertung der Materialabschnitte lokale Abweichungen vom Qualitätskriterium in Form von Unregelmäßigkeiten im Herstellprozess und/oder im ersten Folienmaterial erkannt werden. Die Unregelmäßigkeiten können bei der Bilanzierung herausgerechnet werden. Durch die Bewertung der Materialabschnitte kann somit sichergestellt werden, dass nur Materialabschnitte in die Bilanzierung eingehen, die dem Qualitätskriterium genügen. Dadurch kann eine differenzierte Übersicht über die Menge des hergestellten ersten Folienmaterials erhalten werden, um das Prozessziel zu erfüllen und den Vorbereitungsvorgang zu planen.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass, vorzugsweise zum Planen des Vorbereitungsvorgangs und/oder zum Bestimmen der Vorbereitungsmaßnahme, anhand der Bilanzierung und/oder anhand des Prozessabschlusses ein Prozesswendepunkt bestimmt wird, ab welchem eine Fortsetzung des Herstellprozesses unter Einhaltung eines Qualitätskriteriums und/oder eines Prozessstabilitätskriteriums des ersten Folienmaterials nicht mehr möglich ist. Das Qualitätskriterium kann das Qualitätskriterium der Materialabschnitte sein. Vorzugsweise wird nach dem Prozesswendepunkt ein Ausführen des Prozesswechsels zum Folgeprozess, insbesondere elektronisch, erzwungen. Beispielsweise kann vor dem Prozesswendepunkt eine Verlängerung des Herstellprozesses automatisch und/oder durch einen Bediener initiierbar sein und/oder nach dem Prozesswendepunkt, insbesondere elektronisch, verhindert werden. Der Prozesswendepunkt kann als Information für einen Bediener ausgegeben werden. Insbesondere kann durch den Prozesswendepunkt verhindert werden, dass z. B. aufgrund einer manuellen Benutzerinteraktion während des Herstellprozesses unbemerkt eine Schlechtproduktion erfolgt, die durch eine anschließende Verlängerung des Herstellprozesses erneut in eine Gutproduktion übergeht. Ferner kann vorgesehen sein, dass vor dem Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme eine Bestätigung des Prozesswendepunktes durch einen Bediener erwartet wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der Prozesswendepunkt ohne Einverständnis des Bedieners, insbesondere durch die Vorbereitungsmaßnahme, erreicht wird.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass das Verfahren umfasst:
Erfassen von Sensordaten zum Erkennen einer Veränderung des Herstellprozesses, die in Abhängigkeit von der Vorbereitungsmaßnahme auftritt, insbesondere durch das Kontrollsystem, wobei die Sensordaten hinsichtlich einer Prozessbedingung des Herstellprozesses überwacht werden, insbesondere wobei die Prozessbedingung das Qualitätskriterium des ersten Folienmaterials und/oder eine Prozessstabilitätskriterium des Herstellprozesses umfasst. Vorzugsweise wird die Vorbereitungsmaßnahme unterbrochen und/oder eine Gegenmaßnahme durchgeführt, wenn anhand der Sensordaten festgestellt wird, dass die Prozessbedingung nicht erfüllt wird. Die Sensordaten können beispielsweise Motorstromwerte eines Elektromotors, Temperaturwerte und/oder einen Temperaturverlauf an einer Komponente der Extrusionsvorrichtung und/oder dergleichen umfassen. Anhand dessen kann jederzeit erkannt werden, wie weit der Prozesswechsel an der Extrusionsvorrichtung umgesetzt ist. Ferner können die Sensordaten Bilddaten einer Kamera, insbesondere zum Erkennen einer Blasenform, umfassen. Beispielsweise kann die Prozessbedingung ein Aufrechterhalten einer Blasenform umfassen, um einen Folienabriss und damit eine Unterbrechung des Herstellprozesses zu verhindern. Somit kann durch die Sensordaten eine Überwachung erfolgen, um einen Einfluss der Vorbereitungsmaßnahme auf den Herstellprozess kontrollieren zu können.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren umfasst:
Bestimmen des Folgeprozesses anhand einer Prozesssammlung zur Herstellung unterschiedlicher Folienmaterialien durch eine Analyse der Prozesssammlung anhand des Prozessparametersatzes des Herstellprozesses in Hinblick auf die zumindest teilweise Anpassung des Prozessparametersatzes.
Insbesondere kann eine Zielgröße für das Bestimmen des Folgeprozesses in Form eines zu minimierenden Materialverbrauchs, einer zu minimierenden Prozesswechselzeit, eines Qualitätskriteriums des ersten und/oder zweiten Folienmaterials und/oder eines Prozessstabilitätskriteriums festgelegt sein. Es ist denkbar, dass mehrere Zielgrößen beim Bestimmen des Folgeprozesses berücksichtigt werden. Die Prozesssammlung kann mehrere geplante Herstellprozesse, beispielsweise in Form einer Auftragsliste von herzustellenden Folienmaterialien, umfassen. Durch das Bestimmen des Folgeprozesses kann der Folgeprozess automatisch aus den geplanten Herstellprozessen festgelegt werden, um den Folgeprozess auf den laufenden Herstellprozess abzustimmen. Dadurch kann der Prozesswechsel vereinfacht sein. Bei der Analyse der Prozesssammlung kann ein Parametervergleich des Prozessparametersatzes des laufenden Herstellprozesses mit Parametersätzen der geplanten Herstellprozesse erfolgen. Beispielsweise können die Rezepturen der geplanten Herstellprozesse beim Priorisierungsvorgang in Bezug auf eine Ähnlichkeit zur Rezeptur des laufenden Herstellprozesses überprüft werden. Weiterhin kann die Prozesssammlung zum Bestimmen des Folgeprozesses sortiert werden, um eine Reihenfolge der Herstellprozesse festzulegen. Durch das Bestimmen des Folgeprozesses anhand der Prozesssammlung kann ein Materialausschuss und/oder die Komplexität des Prozesswechsels für den Bediener beim Prozesswechsel reduziert werden, insbesondere wenn eine möglichst große Ähnlichkeit zwischen dem Herstellprozess und dem Folgeprozess erzielt wird.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass Referenzdaten zumindest eines Referenzwechsels und/oder einer Prozesshistorie vorausgegangener Herstellprozesse für den laufenden Herstellprozess bereitgestellt werden, wobei das Planen des Vorbereitungsvorgangs und/oder die Berechnung des Prozessabschlusses in Abhängigkeit von den Referenzdaten ausgeführt wird. Bei dem Referenzwechsel kann es sich insbesondere um einen aufgezeichneten Prozesswechsel handeln, insbesondere bei dem im Vergleich zum aktuellen Prozesswechsel gleiche oder ähnliche Rezepturen vorlagen. Beispielsweise kann der Referenzwechsel durch einen erfahrenen Bediener, wie z. B. einen sog. Lead-Operator, zur Aufzeichnung manuell ausgeführt werden. Dadurch können andere Bediener, die weniger Erfahrung für den Prozesswechsel besitzen, anhand des Referenzwechsels geleitet werden, um den Prozesswechsel auszuführen. Vorzugsweise kann das Kontrollsystem eine künstliche Intelligenz, insbesondere in Form eines künstlichen neuronalen Netzes, aufweisen. Dabei können die Referenzdaten Trainingsdaten für die künstliche Intelligenz bilden. Vorzugsweise können der Prozessparametersatz und der Soll- Folgeparametersatz der künstlichen Intelligenz als Eingangsdaten zugeführt werden, um die Planung des Vorbereitungsvorgangs und/oder die Vorbereitungsmaßnahme als Ausgangsdaten zu erhalten. Durch die Referenzdaten kann eine vorteilhafte Ausgangsbasis für den Vorbereitungsvorgang bereitgestellt werden, wodurch individuelle Erfahrungen beim Betrieb der Extrusionsvorrichtung und/oder bei der Umsetzung verschiedener Folienrezepturen in den Vorbereitungsvorgang einfließen können. Dadurch kann spezielles Know-How bei dem Verfahren berücksichtigt werden.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass Durchführungsdaten der Vorbereitungsmaßnahme, insbesondere in Abhängigkeit von den Sensordaten, als Teil der Prozesshistorie zur Bereitstellung für weitere Folgeprozesse abgespeichert werden. Die Durchführungsdaten können die Materialdaten, den Prozessparametersatz, den Soll-Folgeparametersatz, das zumindest eine Qualitätskriterium und/oder weitere Prozessdaten umfassen. Somit kann die Vorbereitungsmaßnahme und/oder der aktuelle Prozesswechsel in die dem Kontrollsystem zur Verfügung stehende Datenbasis einfließen und damit insbesondere das Know-How des Betriebes der Extrusionsvorrichtung verbessert werden. Insbesondere, wenn die Sensordaten mit den Durchführungsdaten abgespeichert werden, kann auch eine Systemreaktion auf die Vorbereitungsmaßnahme erkannt und bewertet werden. Insbesondere kann die Bewertung anhand der Sensordaten mit den Durchführungsdaten abgespeichert werden. Somit kann das Verfahren selbstlernend ausgestaltet sein.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass eine künstliche Intelligenz vorgesehen ist, welcher der Prozessparametersatz und der Soll- Folgeparametersatz, und vorzugsweise das Prozessziel, als Eingangsdaten zugeführt werden, um die Planung des Vorbereitungsvorgangs und/oder die Vorbereitungsmaßnahme als Ausgangsdaten zu erhalten, und/oder dass die Durchführungsdaten und/oder die Prozesshistorie mit den Sensordaten, dem Prozessparametersatz und dem Soll- Folgeparametersatz, und vorzugsweise dem Prozessziel, der künstlichen Intelligenz als Trainingsdaten zugeführt werden, insbesondere um der künstliche Intelligenz die Eingangsdaten bei weiteren Folgeprozessen zuzuführen und die Ausgangsdaten zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass der Vorbereitungsvorgang der künstlichen Intelligenz als Eingangsdaten zugeführt wird, um die Vorbereitungsmaßnahme als Ausgangsdaten zu erhalten. Vorzugsweise kann das Kontrollsystem, insbesondere eine Kontrolleinheit des Kontrollsystems, die künstliche Intelligenz, insbesondere in Form eines künstlichen neuronalen Netzes, aufweisen. Durch die künstliche Intelligenz kann ein selbstlernendes System geschaffen sein. Ferner können durch die künstliche Intelligenz große Datenmengen verarbeitet werden, um den Prozesswechsel zu optimieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt, vorgesehen, das Befehle umfasst, die bei einer Ausführung durch ein Kontrollsystem das Kontrollsystem veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Bei dem Verfahren kann es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren handeln. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode implementiert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitstellbar oder bereitgestellt sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen oder online ausgeführt werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software- Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System zur Benutzerführung für einen vorgesehen. Das System umfasst eine Extrusionsvorrichtung zum Durchführen eines Herstellprozesses zur Herstellung eines ersten Folienmaterials. Ferner umfasst das System ein Kontrollsystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt beschrieben worden sind. Das Kontrollsystem kann vorzugsweise eine Kontrolleinheit, insbesondere mit einem Prozessor und/oder Mikroprozessor, zum Ausführen des Verfahrens aufweisen. Ferner kann die Kontrolleinheit in ein Steuergerät der Extrusionsvorrichtung und/oder in eine Leitstelle integriert sein. Die Leitstelle kann einen Server und/oder eine Cloud umfassen. Weiterhin ist es denkbar, dass das Kontrollsystem mehrere, insbesondere verteilt angeordnete, Kontrolleinheiten zum Ausführen des Verfahrens aufweist. Ferner kann das Kontrollsystem eine Speichereinheit und/oder eine Datenbank zum Bereitstellen des Soll- Folgeparametersatzes umfassen. Das System kann ferner eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Informationen umfassen. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung ein Display und/oder einen Touchscreen aufweisen. Dabei kann die Anzeigevorrichtung vorteilhafterweise in die Extrusionsvorrichtung und/oder die Leitstelle integriert sein. Ferner ist es denkbar, dass es sich bei der Anzeigevorrichtung um ein mobiles Endgerät, wie z. B. ein Smartphone oder einen Pager, handelt.
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 und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes System beim Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figuren 2a+b Teile einer Extrusionsvorrichtung des Systems bei einem Prozesswechsel,
Figur 3 ein Prozessverlauf bei dem Prozesswechsel, und
Figur 4 Ausführungen von Vorbereitungsmaßnahmen für den Prozesswechsel, und
Figur 5 das Verfahren in schematischer Darstellung von Verfahrensschritten. In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System 1 mit einer Extrusionsvorrichtung 10 beim Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Unterstützung zumindest eines Prozesswechsels von einem Herstellprozess 200 zur Herstellung eines ersten Folienmaterials 201 zu einem Folgeprozess 210 zur Herstellung eines zweiten Folienmaterials 211 bei in einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Durchführen des Herstellprozesses 200 zur Herstellung eines ersten Folienmaterials 201 erfolgt durch die Extrusionsvorrichtung 10. Wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt, umfasst die Extrusionsvorrichtung 10 dazu mehrere Extruder 11 zum Extrudieren eines Kunststoffmaterials. Ferner weist die Extrusionsvorrichtung 10 mehrere Vorlagevorrichtungen 12 auf, durch welche die Extruder 11 mit unterschiedlichen Materialzutaten 206 gespeist werden. Wie in Figur 2b gezeigt, handelt es sich bei der Extrusionsvorrichtung 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Blasfolienmaschine mit einem Folienblaskopf 14 zum Erzeugen einer Folienblase, in deren Bereich das erste Folienmaterial 201 erkaltet. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass es sich bei der Extrusionsvorrichtung 10 des Systems 1 z. B. um eine Gießfolienmaschine handelt.
Wenn ein Auftrag zur Produktion des ersten Folienmaterials 201 abgeschlossen ist, erfolgt der Prozesswechsel vom Herstellprozess 200 des ersten Folienmaterials 201 zu dem Folgeprozess 210 des zweiten Folienmaterials 211 , ohne die Extrusionsvorrichtung 10 anzuhalten. Wie in Figur 2b dargestellt, kann der Prozesswechsel einen Übergang vom ersten Folienmaterial 201 zum zweiten Folienmaterial 211 umfassen. Der Übergang kann beispielsweise stufenlos und/oder unter Ausführung eines Zwischenprozesses 200.3 zur Erzeugung eines Zwischenmaterials 211.1 erzeugt wird, um den Prozesswechsel zu vereinfachen und/oder zu ermöglichen. Für die Unterstützung des Prozesswechsels vom Herstellprozess 200 zum Folgeprozess 210 weist das System 1 ein Kontrollsystem 20, insbesondere mit einer Kontrolleinheit 23 in Form eines Prozessors und/oder Mikroprozessors, zum Durchführen des Verfahrens 100 auf. Vorzugsweise kann ein Computerprogrammprodukt vorgesehen sein, das Befehle umfasst, die bei einer Ausführung durch das Kontrollsystem 20 das Kontrollsystem 20 veranlassen, das Verfahren 100 auszuführen. Verfahrensschritte des Verfahrens 100 sind schematisch in Figur 5 gezeigt. Zum Durchführen des Herstellprozesses 200 wird bei dem Verfahren 100 zunächst ein Ansteuern 101 der Extrusionsvorrichtung 10 mit zumindest einem Prozessparametersatz 202 ausgeführt. Der Prozessparametersatz 202 umfasst insbesondere einen oder mehrere Prozessparameter 202.1 von Ist-Maschinendaten und/oder Soll-Maschinendaten der Extrusionsvorrichtung 10, insbesondere in Form von Sensordaten 207 und/oder Steuerungs- und/oder Regelungsdaten, für den Herstellprozess 200. Der Prozessparametersatz 202 kann insbesondere zumindest teilweise anhand einer Rezeptur für das erste Folienmaterial 201 definiert sein. Vorzugsweise wird ein aktueller Status der Extrusionsvorrichtung 10 und des Herstellprozesses 200 durch den Prozessparametersatz 202 abgebildet. Beim Ansteuern 101 der Extrusionsvorrichtung 10 kann das erste Folienmaterial 201 zumindest abschnittsweise hergestellt werden.
Weiterhin umfasst das Verfahren 100 ein Erkennen 103 von zumindest einem, dem Prozessparametersatz 202 zugeordneten Soll-Folgeparametersatz 212 des Folgeprozesses 210. Der Soll-Folgeparametersatz 212 umfasst insbesondere einen oder mehrere Folgeprozessparameter 212.1 von Soll-Maschinendaten der Extrusionsvorrichtung 10, insbesondere in Form von Steuerungs- und/oder Regelungsdaten, für den Folgeprozess 210. Der Prozessparametersatz 202 kann insbesondere anhand einer Rezeptur für das zweite Folienmaterial 211 definiert sein und/oder beim Erkennen 103 des Soll- Folgeparametersatzes 212 von einer Speichereinheit 21 des Kontrollsystems 20 abgerufen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Aufträge in einer Prozesssammlung 240 zur Herstellung unterschiedlicher Folienmaterialien vorliegen, die nach der Produktion des ersten Folienmaterials 201 abgearbeitet werden sollen. Um den Prozesswechsel möglichst effizient zu gestalteten kann vorzugsweise zunächst ein Bestimmen 102 des Folgeprozesses 210 anhand der Prozesssammlung 240 ausgeführt werden, indem eine Analyse der Prozesssammlung 240 anhand des Prozessparametersatzes 202 des Herstellprozesses 200 in Hinblick auf eine zumindest teilweise Anpassung des Prozessparametersatzes 202 während des Prozesswechsels durchgeführt wird. Bei der Analyse kann beispielsweise festgestellt werden, welcher der gemäß der Prozesssammlung 240 geplanten Herstellprozesse 210.1 die geringste Anpassung erfordert und/oder die höchste Übereinstimmung mit dem laufenden Herstellprozess 200 aufweist. In Abhängigkeit von dem zugeordneten Soll-Folgeparametersatz 212 wird bei dem Verfahren 100 ferner ein Planen 105 eines Vorbereitungsvorgangs 220 zur Vorbereitung des Folgeprozesses 210 zur zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes 202 ausgeführt. Der Vorbereitungsvorgang 220 ist in Figur 3 gezeigt und umfasst zumindest eine Vorbereitungsmaßnahme 230 für die zumindest teilweise Anpassung des Prozessparametersatzes 202. Dabei erstreckt sich das Planen 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 von einem Teil des Herstellprozesses 200 bis zum Beginn des Folgeprozesses 210. Dabei sind verschiedene, manuelle und/oder automatische Wechselhandlungen 236 vorzunehmen, um den Prozesswechsel durchzuführen. Die Vorbereitungsmaßnahme 230 kann z. B. zumindest eine oder mehrere Wechselhandlungen 236 für einen Spülvorgang 236.1 , eine Anpassung 236.2 eines Prozessparameters 202.1 in Form einer Temperatur der Extrusionsvorrichtung 10 und/oder eine Änderung 236.3 des Prozessparametersatzes 202 zum Erhalten einer Blasenstabilität einer Folienblase, insbesondere während der Anpassung der Temperatur umfassen. Weiterhin ist es denkbar, dass die Vorbereitungsmaßnahme 230 eine Änderung eines Materialvorrates 12.1 und/oder einen Startvorgang für den Zwischenprozess 200.3 umfasst.
Es ist somit im Rahmen der Erfindung erkannt worden, dass einige Wechselhandlungen 236 bereits vor Abschluss des Herstellprozesses 200 ausgeführt und/oder vorbereitet werden können. Dazu kann beim Planen 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 zumindest eine Vorbereitungsmaßnahme 230 zum Ausführen des Vorbereitungsvorgangs 220 für den Prozesswechsel definiert werden. Insbesondere kann der Prozessparametersatz 202 zumindest teilweise an den zugeordneten Soll-Folgeparametersatz 212 angepasst werden. So ist es denkbar, dass der Prozessparametersatz 202 Temperaturdaten der Extrusionsvorrichtung 10 und/oder Materialförderdaten der Extrusionsvorrichtung 10, insbesondere in Form einer Fördergeschwindigkeit und/oder einer Extruderdrehzahl, umfasst, deren Anpassung beim Vorbereitungsvorgang 220 festgelegt wird. Dabei wird sich insbesondere die Tatsache zunutze gemacht, dass die Herstellung von Folienprodukten und die Umsetzung von Rezepturen für die Folienprodukte grundsätzlich im Rahmen von Toleranzen und/oder in Abhängigkeit von Wechselbeziehungen der Prozessparametern 202.1 erfolgt. Daher kann das erste Folienmaterial 201 auch dann noch weiterproduziert werden, wenn bereits einzelne Prozessparameter 202.1 geändert werden. Daher wird beim Planen 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 für den Prozessparametersatz 202 des Herstellprozesses 200 vorzugsweise ein Grenzparametersatz 222 zur Begrenzung der Anpassung an den Soll-Folgeparametersatz 212 ermittelt. Der Grenzparametersatz 222 kann beispielsweise vorgegebenen Prozessdaten des Herstellprozesses 200 entnommen werden.
Weiterhin wird beim Planen 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 vorzugsweise ein Prozessabschluss 204 des Herstellprozesses 200 in Abhängigkeit von dem Prozessparametersatz 202 vorausberechnet. Dadurch kann beispielsweise ermittelt werden, zu welchem Zeitpunkt die Anpassung des Prozessparametersatzes 202 abgeschlossen sein soll, um die nächste Phase des Prozesswechsels und/oder den Folgeprozess 210 nach der Anpassung zu beginnen. Dazu kann zunächst ein Bestimmen 104 eines Prozessziels 205 des Herstellprozesses 200 zur Herstellung des ersten Folienmaterials 201 ausgeführt werden. Das Prozessziel 205 kann z. B. anhand von Auftragsdaten für den Herstellprozess
200 erkannt werden. Der Prozessabschluss 204 kann daraufhin in Abhängigkeit von dem Prozessziel 205 und der zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes 202 an den zugeordneten Soll-Folgeparametersatz 212 vorausberechnet werden. Insbesondere kann er Prozessabschluss 204 dynamisch auf die auftragsbezogenen Randbedingungen in Form des Prozessziels 205 und/oder die prozessbezogene Planung der Anpassung des Prozessparametersatzes 202 abgestimmt werden.
Um einen aktuellen Stand des Herstellprozesses 200 bestimmen zu können und/oder den Prozessabschluss 204 vorausberechnen zu können, erfolgt bei dem Verfahren 100 ferner eine Bilanzierung 224 einer hergestellten Menge des ersten Folienmaterials 201 und/oder einer Menge einer in die Extrusionsvorrichtung 10 eingeführten Materialzutat 206. Wie in den Figuren 2a und 2b gezeigt, können dazu Materialdaten, insbesondere Gewichtsdaten, Volumendaten, Förderdaten und/oder dergleichen, an der Extrusionsvorrichtung 10 gemessen werden. Die Bilanzierung 224 wird insbesondere beim Planen 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 berücksichtigt, um eine zeitliche Abstimmung der Anpassung zu ermöglichen und/oder einen optimalen Zeitpunkt für die Anpassung zu definieren. Eine produktbezogene Analyse der bilanzierten Menge kann ferner dadurch realisiert werden, dass für die Bilanzierung 224 eine Bewertung von Materialabschnitten des hergestellten ersten Folienmaterials 201 hinsichtlich eines Qualitätskriterium des ersten Folienmaterials
201 erfolgt und zur Vorhersage der Erfüllung des Prozessziels 205 überprüft wird, welche der Materialabschnitte das Qualitätskriterium erfüllen. Zur Planung 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 kann ferner ein Materialfluss 225 innerhalb der Extrusionsvorrichtung 10 für den Prozesswechsel in Abhängigkeit von dem Prozessparametersatz 202 und dem Soll-Folgeparametersatz 212 ermittelt werden. Beispielsweise kann der Materialfluss 225 eine Bewegung einer Materialgrenze zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohmaterialien 206 in der Extrusionsvorrichtung 10 abbilden. Dadurch kann der Prozesswechsel zumindest teilweise materialgesteuert sein. Insbesondere wird zum Planen 105 eines Vorbereitungsvorgangs 220 anhand der Bilanzierung 224 und/oder anhand des Prozessabschlusses 204 ein Prozesswendepunkt 209 bestimmt, ab welchem eine Fortsetzung des Herstellprozesses 200 unter Einhaltung eines Qualitätskriteriums des ersten Folienmaterials 201 nicht mehr möglich ist. Der Prozesswendepunkt 209 kann durch die Anzeigevorrichtung 22 ausgegeben werden.
Wie in Figur 3 gezeigt, können ferner Referenzdaten 223 zumindest eines Referenzwechsels 251 für den laufenden Herstellprozess 200 bereitgestellt werden. Bei dem Referenzwechsel 251 kann es sich um einen Prozesswechsel handeln, der durch einen erfahrenen Bediener, insbesondere einen Lead-Operator, durchgeführt wird oder wurde. Die Referenzdaten 223 können insbesondere eine Aufzeichnung des Referenzwechsels 251 umfassen. Zusätzlich oder alternativ können die Referenzdaten 223 eine Prozesshistorie 250 vorausgegangener Herstellprozesse 200 umfassen, die von der Speichereinheit 21 abgerufen wird. Das Planen 105 des Vorbereitungsvorgangs 220 und/oder die Berechnung des Prozessabschlusses 204 wird in Abhängigkeit von den Referenzdaten 223 ausgeführt.
Wie in Figur 4 gezeigt, erfolgt in Abhängigkeit von dem Vorbereitungsvorgang 220 daraufhin ein Durchführen 106 einer oder mehrerer Vorbereitungsmaßnahmen 230, um den Prozesswechsel vom Herstellprozess 200 zum Folgeprozess 210 vorzubereiten. Die Vorbereitungsmaßnahme 230 umfasst vorzugsweise ein automatisches Ansteuern 230.1 der Extrusionsvorrichtung 10 zum Ausführen der zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes 202 während des Herstellprozesses 200. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass der Vorbereitungsvorgang 220 eine Benutzerinteraktion 233 erfordert und die Vorbereitungsmaßnahme 230 eine Ausgabe einer Handlungsempfehlung 232 zum Durchführen der Benutzerinteraktion 233 an einen Bediener, insbesondere durch eine Anzeigevorrichtung 22 des Kontrollsystems 20 umfasst. Das Durchführen 106 der Vorbereitungsmaßnahme 230 wird vorzugsweise zeitlich in Abhängigkeit von dem Prozessabschluss 204 ausgeführt, um ein auf den Prozessabschluss 204 abgestimmtes Timing zu ermöglichen. Weiterhin kann zur Vorbereitung des Prozessabschlusses 204, insbesondere vor dem Durchführen 106 der Vorbereitungsmaßnahme 230, ein automatisches Ändern eines Materialzuflusses zu zumindest einem Extruder 11 und/oder einer Vorlagevorrichtung 12 der Extrusionsvorrichtung 10 ausgeführt werden.
Nach oder beim Durchführen 106 der Vorbereitungsmaßnahme 230 erfolgt, wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt, ein Erfassen 107 von Sensordaten 207 zum Erkennen 103 einer Veränderung des Herstellprozesses 200 durch einen oder mehrerer Sensoren 13 der Extrusionsvorrichtung 10, die in Abhängigkeit von der Vorbereitungsmaßnahme 230 auftritt. Die Sensordaten 207 werden hinsichtlich einer Prozessbedingung 208 des Herstellprozesses 200 überwacht. Die Prozessbedingung 208 umfasst das Qualitätskriterium des ersten Folienmaterials 201 und/oder eine Prozessstabilitätskriterium des Herstellprozesses 200.
Insbesondere in Abhängigkeit von den Sensordaten 207 werden ferner vorzugsweise Durchführungsdaten 252 der Vorbereitungsmaßnahme 230, insbesondere, als Teil der Prozesshistorie 250 zur Bereitstellung für weitere Folgeprozesse 210 in der Speichereinheit 22 des Kontrollsystems 20 abgespeichert, um anhand der Durchführungsdaten 252 einen Lerneffekt und eine Verbesserung des, insbesondere innerbetrieblichen, Know-Hows zu erzielen. Insbesondere kann die Kontrolleinheit 23 eine künstliche Intelligenz 24 aufweisen, welcher der Prozessparametersatz 202 und der Soll-Folgeparametersatz 212 als Eingangsdaten zugeführt werden, um die Planung des Vorbereitungsvorgangs 220 und/oder die Vorbereitungsmaßnahme 230 als Ausgangsdaten zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ können der künstlichen Intelligenz 24 die Durchführungsdaten 252 und/oder die Prozesshistorie 250 mit den Sensordaten 207, dem Prozessparametersatz 202 und dem Soll-Folgeparametersatz 212 der künstlichen Intelligenz 24 als Trainingsdaten zugeführt werden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. B ez u g sz e i c h e n l i ste
System
Extrusionsvorrichtung
Extruder
Vorlagevorrichtung
Sensor
Folienblaskopf
Kontrollsystem
Speichereinheit
Anzeigevorrichtung
Kontrolleinheit
Verfahren
Ansteuern von 10
Bestimmen von 210
Erkennen von 202
Bestimmen von 205
Planen von 220
Durchführen von 230
Herstellprozess geplanter Herstellprozess vorausgegangener Herstellprozess
Zwischenprozess erstes Folienmaterial
Prozessparametersatz
Prozessparameter
Prozessabschluss
Prozessziel
Materialzutat
Sensordaten Prozessbedingung Folgeprozess geplanter Herstellprozess zweites Folienmaterial Zwischenmaterial Soll-Folgeparametersatz Folgeprozessparameter Vorbereitungsvorgang Grenzparametersatz Referenzdaten Bilanzierung Materialfluss Vorbereitungsmaßnahme Handlungsempfehlung Benutzerinteraktion Wechselhandlung Spülvorgang Anpassung einer Temperatur Änderung von 202 zum Erhalt einer Stabilität der Folienblase Prozesssammlung Prozesshistorie Referenzwechsel Durchführungsdaten

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren (100) zur Unterstützung zumindest eines Prozesswechsels von einem Herstellprozess (200) zur Herstellung eines ersten Folienmaterials (201 ) zu einem Folgeprozess (210) zur Herstellung eines zweiten Folienmaterials (211) bei einer Extrusionsvorrichtung (10), umfassend:
- Ansteuern (101) der Extrusionsvorrichtung (10) zum Durchführen des Herstellprozesses (200) mit zumindest einem Prozessparametersatz (202), Erkennen (103) von zumindest einem, dem Prozessparametersatz (202) zugeordneten Soll-Folgeparametersatz (212) des Folgeprozesses (210),
- Planen (105) eines Vorbereitungsvorgangs (220) zur Vorbereitung des Folgeprozesses (210) mit zumindest einer Vorbereitungsmaßnahme (230) zur zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes (202) in Abhängigkeit von dem zugeordneten Soll-Folgeparametersatz (212),
Durchführen (106) der Vorbereitungsmaßnahme (230) während des Herstellprozesses (200), um den Prozesswechsel vom Herstellprozess (200) zum Folgeprozess (210) vorzubereiten. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Planen (105) des Vorbereitungsvorgangs (220) für den Prozessparametersatz (202) des Herstellprozesses (200) ein Grenzparametersatz (222) zur Begrenzung der Anpassung des Prozessparametersatzes (202) ermittelt wird. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparametersatz (202) Temperaturdaten der Extrusionsvorrichtung (10) und/oder Materialförderdaten der Extrusionsvorrichtung (10), insbesondere in Form einer Fördergeschwindigkeit und/oder einer Extruderdrehzahl, umfasst, deren Anpassung beim Vorbereitungsvorgang (220) festgelegt wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Planen (105) des Vorbereitungsvorgangs (220) ein Prozessabschluss (204) des Herstellprozesses (200) in Abhängigkeit von dem Prozessparametersatz (202) vorausberechnet wird, insbesondere wobei das Durchführen (106) der Vorbereitungsmaßnahme (230) zeitlich in Abhängigkeit von dem Prozessabschluss (204) erfolgt. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) umfasst:
Bestimmen (104) eines Prozessziels (205) des Herstellprozesses (200) zur Herstellung des ersten Folienmaterials (201), wobei der Prozessabschluss (204) in Abhängigkeit von dem Prozessziel (205) und der zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes (202) vorausberechnet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Materialfluss (225) innerhalb der Extrusionsvorrichtung (10) für den Prozesswechsel in Abhängigkeit von dem Prozessparametersatz (202) und dem Soll- Prozessparametersatz (212) ermittelt wird, wobei das Planen (105) des Vorbereitungsvorgangs (220) in Abhängigkeit von dem Materialfluss (225) ausgeführt wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitungsmaßnahme (230) ein automatisches Ansteuern (230.1) der Extrusionsvorrichtung (10) zum Ausführen der zumindest teilweisen Anpassung des Prozessparametersatzes (202) während des Herstellprozesses (200) umfasst. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung des Prozessabschlusses (204), insbesondere vor dem Durchführen der Vorbereitungsmaßnahme (230), ein automatisches Ändern eines Materialzuflusses zu zumindest einem Extruder (11) und/oder einer Vorlagevorrichtung (12) der Extrusionsvorrichtung (10) ausgeführt wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilanzierung (224) einer hergestellten Menge des ersten Folienmaterials (201 ) und/oder einer Menge einer in die Extrusionsvorrichtung (10) eingeführten Materialzutat (206) erfolgt, insbesondere wobei der Vorbereitungsvorgang (220) und/oder das Berechnen des Prozessabschlusses (204) in Abhängigkeit von der Bilanzierung (224) erfolgt. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bilanzierung (224) eine Bewertung von Materialabschnitten des hergestellten ersten Folienmaterials (201) hinsichtlich eines Qualitätskriterium des ersten Folienmaterials (201) erfolgt und zur Vorhersage der Erfüllung des Prozessziels (205) überprüft wird, welche der Materialabschnitte das Qualitätskriterium erfüllen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen (105) der Vorbereitungsmaßnahme (230) anhand der Bilanzierung (224) und/oder anhand des Prozessabschlusses (204) ein Prozesswendepunkt (209) bestimmt wird, ab welchem eine Fortsetzung des Herstellprozesses (200) unter Einhaltung eines Qualitätskriteriums des ersten Folienmaterials (201) nicht mehr möglich ist. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) umfasst:
Erfassen (107) von Sensordaten (207) zum Erkennen einer Veränderung des Herstellprozesses (200), die in Abhängigkeit von der Vorbereitungsmaßnahme (230) auftritt, wobei die Sensordaten (207) hinsichtlich einer Prozessbedingung (208) des Herstellprozesses (200) überwacht werden, insbesondere wobei die Prozessbedingung (208) das Qualitätskriterium des ersten Folienmaterials (201) und/oder eine Prozessstabilitätskriterium des Herstellprozesses (200) umfasst. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) umfasst:
Bestimmen (102) des Folgeprozesses (210) anhand einer Prozesssammlung (240) zur Herstellung unterschiedlicher Folienmaterialien (211 , 241 ) durch eine Analyse der Prozesssammlung (240) anhand des Prozessparametersatzes (202) des Herstellprozesses (200) in Hinblick auf die zumindest teilweise Anpassung des Prozessparametersatzes (202). Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Referenzdaten (223) zumindest eines Referenzwechsels (251 ) und/oder einer Prozesshistorie (250) vorausgegangener Herstellprozesse (200.2) für den laufenden Herstellprozess (200) bereitgestellt werden, wobei das Planen (105) des Vorbereitungsvorgangs (220) und/oder die Berechnung des Prozessabschlusses (204) in Abhängigkeit von den Referenzdaten (223) ausgeführt wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Durchführungsdaten (252) der Vorbereitungsmaßnahme (230), insbesondere in Abhängigkeit von den Sensordaten (207), als Teil der Prozesshistorie (250) zur Bereitstellung für weitere Folgeprozesse (210) abgespeichert werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine künstliche Intelligenz (24) vorgesehen ist, welcher der Prozessparametersatz (202) und der Soll-Folgeparametersatz (212) als Eingangsdaten zugeführt werden, um die Planung des Vorbereitungsvorgangs (220) und/oder die Vorbereitungsmaßnahme (230) als Ausgangsdaten zu erhalten, und/oder dass die Durchführungsdaten (252) und/oder die Prozesshistorie (250) mit den Sensordaten (207), dem Prozessparametersatz (202) und dem Soll-Folgeparametersatz (212) der künstlichen Intelligenz (24) als Trainingsdaten zugeführt werden. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung durch ein Kontrollsystem (20) das Kontrollsystem (20) veranlassen, ein Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. System (1) umfassend eine Extrusionsvorrichtung (10) zum Durchführen eines Herstellprozesses (200) zur Herstellung eines ersten Folienmaterials (201), und ein Kontrollsystem (20) zum Durchführen eines Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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