ES2219829T3 - Sistema informatizado virtual de fabricacion y aplicacion de pinturas. - Google Patents
Sistema informatizado virtual de fabricacion y aplicacion de pinturas.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN APARATO Y PROCEDIMIENTO EJECUTADO EN ORDENADOR PARA COORDINAR LAS ETAPAS DE PROCESO RELACIONADAS CON LA PINTURA DE AL MENOS UNA INSTALACION RELACIONADA CON LA PINTURA. LAS ETAPAS DEL PROCESO RELACIONADO CON LA PINTURA MUESTRAN CARACTERISTICAS RELACIONADAS CON LA PINTURA. SE PROPORCIONA UN MODULO DE ADQUISICION DE DATOS QUE SIRVE PARA ADQUIRIR DATOS SOBRE LAS CARACTERISTICAS DE LA PINTURA, QUE INDICAN CUALES SON LAS CARACTERISTICAS QUE HACEN REFERENCIA A LA PINTURA. SE PROPORCIONA UNA ESTRUCTURA DE DATOS DE CONTROL DEL PROCESO DE PINTURA PARA RELACIONAR LOS DATOS ADQUIRIDOS SOBRE LAS CARACTERISTICAS DE LAS PINTURAS CON AL MENOS DOS DE LAS ETAPAS DE PROCESO RELACIONADAS CON LA PINTURA, A FIN DE PRODUCIR DATOS DE CONTROL INTERRELACIONADOS EN RELACION CON EL PROCESO DE LA PINTURA. UN COORDINADOR DE CONTROL DEL PROCESO DE PINTURA VA CONECTADO AL MODULO DE ADQUISICION DE DATOS PARA ALMACENAR LOS DATOS ADQUIRIDOS SOBRE CARACTERISTICAS DE LA PINTURA EN LA ESTRUCTURA DE DATOS DE CONTROL DEL PROCESO DE PINTURA. UNA PANTALLA DE DATOS VA CONECTADA A LA ESTRUCTURA DE DATOS DE CONTROL DEL PROCESO DE PINTURA PARA RECIBIR Y OBSERVAR A DISTANCIA LOS DATOS INTERRELACIONADOS DE CONTROL DEL PROCESO DE PINTURA.
Description
Sistema informatizado virtual de fabricación y
aplicación de pinturas.
La presente invención se refiere en general a
sis-
temas de pintura y más particularmente a la fabricación de pinturas, la aplicación de pinturas y la adquisición y el procesamiento de datos de productos de pintura.
temas de pintura y más particularmente a la fabricación de pinturas, la aplicación de pinturas y la adquisición y el procesamiento de datos de productos de pintura.
Las operaciones que forman parte del pintado de
automóviles incluyen muchos dispositivos y controladores de proceso
que funcionan principalmente de modo independiente para lograr sus
objetivos individuales. Además, los datos se obtienen de los mismos
individualmente sin un marco estructural para sintetizar los datos
de modo que se pueda llevar a cabo un análisis de sistemas global
del sistema de pintura.
La información de las instalaciones de pintura de
automóviles no sólo es difícil de sintetizar para obtener una
perspectiva de sistema global, sino que además la información sale
del entorno "hermético" de estas instalaciones de pintura con
gran dificultad. Fuentes externas, por ejemplo sitios de clientes
remotos, necesitan acceder a esta información sintetizada para
poder tomar decisiones informadas sobre determinadas características
operativas de los talleres de pintura de automóviles. Por ejemplo,
los clientes desean saber qué rendimiento están dando sus productos
de pintura experimentales en el entorno de la fábrica de
automóviles, así como los fabricantes e inventores de pinturas.
También faltan las herramientas que necesitan los sitios remotos
para la "sintonización precisa" de parámetros de operación con
el fin de fijar operaciones o químicas de pintura que no estén en
tolerancia con normas predeterminadas tales como las normas MSDS.
En consecuencia, existe la necesidad de superar estas y otras
desventajas que presentan las propuestas previas para la operación
de instalaciones relacionadas con la pintura.
El documento US 5,574,656 describe un proceso
iterativo informatizado para generar entidades químicas con
propiedades físicas, químicas y/o bioactivas predeterminadas.
Durante cada iteración del proceso se genera por robótica una
biblioteca química de diversidad dirigida de acuerdo con
instrucciones de síntesis robótica, los compuestos de la biblioteca
química de diversidad dirigida se analizan para identificar
compuestos con las propiedades deseadas, los datos de propiedades
estructurales se utilizan para seleccionar compuestos a sintetizar
en la próxima iteración y se generan automáticamente nuevas
instrucciones de síntesis robótica para controlar la síntesis de la
biblioteca química de diversidad dirigida para la próxima iteración.
Aunque se citan las pinturas como uno de los compuestos químicos
que se podrían generar mediante el proceso, no se mencionan
explícitamente pasos de proceso relacionados con la pintura
incluyendo la fabricación de resina, la fabricación de pintura y la
aplicación de pintura.
De acuerdo con la presente invención, las
características de la reivindicación independiente, definen un
aparato informatizado para coordinar pasos de proceso relacionados
con la pintura de como mínimo una instalación relacionada con la
pintura. En las reivindicaciones dependientes se definen
realizaciones preferentes.
Otras ventajas y características adicionales de
la presente invención se desprenden de la descripción posterior en
las reivindicaciones adjuntas, conjuntamente con las figuras
adjuntas, en las que:
La figura 1, es un diagrama de flujo de proceso
que representa los pasos incluidos en el sistema de pintura
general.
La figura 2, es un diagrama esquemático de red
que muestra las interconexiones de datos de los componentes de la
realización preferente de la presente invención.
La figura 3, es un diagrama esquemático de red
que representa las interconexiones de datos entre un laboratorio de
pintura y el sistema virtual de fabricación y aplicación de
pintura.
La figura 4, es un diagrama de flujo de datos
funcional que representa el flujo de datos entre componentes de la
presente invención.
La figura 5a, es una vista frontal de una placa
de pintura analizable mediante el dispositivo analizador de
pintura.
La figura 5b, es un ejemplo de un gráfico de
contorno producido por el dispositivo analizador de pintura, que
representa los valores de claridad en relación con las posiciones
en la placa de la figura 5a.
Las figuras 6a-6b, son pantallas
del programa informático de simulación de pintura.
Las figuras 7a-7b, son esquemas
de las estructuras de memoria y datos utilizadas en la presente
invención.
La figura 8, es un ejemplo de una pantalla de
ordenador para la adquisición de datos y la interrelación de los
datos de control de proceso de fabricación de resina.
La figura 9, es un ejemplo de una pantalla de
ordenador para la adquisición de datos y la interrelación de los
datos de control de proceso de fabricación de pintura.
La figura 10, es un ejemplo de una pantalla de
ordenador para la adquisición de datos y la interrelación de los
datos de control de proceso de montaje de vehículos.
La figura 11a, es un ejemplo de una pantalla de
ordenador que muestra dependencias cruzadas mediante la utilización
de los enlaces entre las estructuras de datos de la presente
invención.
La figura 11b, es un ejemplo de una pantalla de
ordenador para el nivel de autorización para el acceso a la
información de acuerdo con la presente invención.
La figura 12 es un diagrama de flujo que
representa el uso de la presente invención para la realización de
comprobaciones de tolerancia medioambiental.
La figura 13, es un diagrama de flujo que muestra
los pasos empleados en el sistema para la resolución de problemas y
la presentación de informes de análisis de causa y efecto.
La figura 14 es un diagrama de flujo que muestra
los pasos necesarios para utilizar el sistema con el fin de producir
un informe de análisis de causa y efecto semanal.
La figura 15 y última, es una impresión de salida
de ordenador que muestra un ejemplo de un informe semanal generado
mediante la presente invención.
La figura 1 muestra los pasos generales en un
sistema de fabricación y aplicación de pintura. El objetivo final
del proceso global consiste en aplicar pintura fabricada sobre un
vehículo (50) dentro de tolerancias predeterminadas. Estas
tolerancias incluyen tolerancias de calidad y tolerancias
ecológicas.
La materia prima (54) entra en el sistema de
fabricación y aplicación de pintura desde una fuente externa de
fabricación de materia prima (62). Además, la resina (66) entra en
el sistema de fabricación y aplicación de pintura desde una fuente
interna de fabricación de materia prima (70). Los términos
"externa" e "interna" se refieren a las fuentes del
material que son internas o externas de la compañía responsable de
la fabricación de la pintura y el suministro de la pintura
fabricada a una planta de montaje de vehículos.
El bloque de proceso de control de materia prima
(74) lleva a cabo una adquisición de datos con respecto a la materia
prima (54). Del mismo modo, el bloque de control de proceso de
fabricación de resina (78) lleva a cabo una adquisición de datos con
respecto a la resina (66). Los datos adquiridos por los bloques (74)
y (78) están estructurados especialmente para proporcionar
información de tipo sistema con respecto a cada paso de proceso que
incluya materia prima (54) y resina (66). La captación de datos se
lleva a cabo preferentemente mediante sensores electrónicos que
detectan las características relacionadas con la pintura y envían
los datos electrónicamente a la presente invención para su síntesis
y almacenamiento. Además, la presente invención soporta la
introducción manual de datos así como la recuperación electrónica de
los datos que requiere la presente invención directamente desde
bases de datos. Esta nueva adquisición de datos y sus estructuras
de datos tal como son utilizadas por los bloques (74) y (78) se
describen más detalladamente más abajo.
Las directrices de formulación (82) indican el
modo en que se han de combinar la materia prima (54) y la resina
(66) en el bloque de proceso de fabricación de pintura (86) para
producir material de pintura (90). Estas directrices de formulación
(82) incluyen directrices tales como la cantidad y la temperatura a
las que se han de combinar la materia prima (54) y la resina (66).
El bloque de control de proceso de fabricación de pintura (88) lleva
a cabo la adquisición de datos con respecto a la fabricación de la
pintura.
El material de pintura (90) se suministra a una
planta de montaje de vehículos para procesarlo en dicha planta tal
como se indica mediante el bloque (94). Dentro del bloque de
procesamiento de planta de montaje de vehículos (94), el bloque de
control de proceso de planta de montaje (98) lleva a cabo una
adquisición de datos. El bloque (98) adquiere datos relacionados con
el material de pintura (90) y su aplicación a medida que el
material de pintura (90) pasa por cada paso de proceso dentro del
bloque de procesamiento de planta de montaje de vehículos (94). Los
datos adquiridos por el bloque de control de proceso de fabricación
de pintura (88) y el bloque de control de proceso de planta de
montaje (98) se utilizan para objetivos tales como el control de
lotes (102). El control de lotes (102) sólo está previsto para
ilustrar el uso de la presente invención y no para limitar el
alcance de aplicación de la presente invención. El control de
bloques (102) incluye el análisis de los datos adquiridos por los
bloques (88) y (98) para determinar si el material de pintura (90)
está dentro de las tolerancias predeterminadas.
Todos los datos adquiridos por los bloques (74),
(78), (88) y (98) residen dentro del sistema informatizado virtual
de fabricación y aplicación de pinturas (120), que estructura los
datos de tal modo que se puede obtener una perspectiva de sistema
global y proporciona un entorno para que los datos capturados por la
presente invención puedan ser vistos por entidades a distancia.
La figura 2 es un diagrama esquemático de red de
las interconexiones entre componentes del sistema informatizado
virtual de fabricación y aplicación de pinturas (120) y las fuentes
de datos, representadas de modo general en (124), y los receptores
de los datos, representados de modo general en (128). Las fuentes de
datos (124) incluyen datos adquiridos de uno o más laboratorios de
pintura (132), una o más fábricas de pintura (136), y una o más
plantas de montaje de vehículos (140).
Los laboratorios de pintura (132) proporcionan
datos técnicos sobre el material de pintura tales como modelos
matemáticos que relacionan factores de aplicación de pintura (por
ejemplo, ajustes de control para el equipo de pulverización de
pintura) con respuestas de la pintura (por ejemplo, el brillo de
una pintura). Los modelos se almacenan dentro del sistema
informatizado virtual de fabricación y aplicación de pinturas (120)
en la base de datos de modelos factor-respuesta
(144). Además, los laboratorios de pintura (132) proporcionan datos
técnicos para poblar una o más de las siguientes estructuras de
datos contenidas dentro del sistema informatizado virtual de
fabricación y aplicación de pinturas (120): estructura de datos de
fabricación de resina (148); estructura de datos de fabricación de
pintura (152); y estructura de datos de aplicación de pintura
(156).
La estructura de datos de fabricación de resina
(148) se refiere a los datos obtenidos del bloque de proceso de
control de material de resina (74) y el bloque de control de proceso
de fabricación de resina (78) (de la figura 1). La estructura de
datos de fabricación de pintura (152) corresponde a los datos
adquiridos del bloque de control de proceso de fabricación de
pintura (88) (de la figura 1). Además, la estructura de datos de
aplicación de pintura (156) corresponde a los datos adquiridos del
bloque de control de proceso de planta de montaje (98) (de la figura
1).
Las estructuras de datos (148), (152) y (156)
están localizadas en uno o más ordenadores, tal como se representa
de modo general en (160). Las estructuras de datos (148), (152) y
(156) proporcionan una nueva estructura para ayudar a la adquisición
de datos de las fuentes de datos (124) y a la presentación y
análisis de los datos por los receptores de datos (128).
Los ordenadores (160) están dispuestos
preferentemente dentro del emplazamiento físico de la fuente de los
datos. Por ejemplo, los datos adquiridos de una fábrica de pintura
(136) se disponen preferentemente en un ordenador localizado en la
fábrica de pintura (136). Del mismo modo, un ordenador que contiene
la estructura de datos de aplicación de pintura (156) está
dispuesto en una planta de montaje de vehículos (140). Las
estructuras de datos (148), (152) y (156) y los ordenadores (160)
se denominan colectivamente coordinador de control de proceso
(160). Los ordenadores (160) pueden introducir y ver datos
almacenados en bases de datos localizadas en redes (169),
supeditados a una autorización de seguridad informatizada.
La información estructurada por las estructuras
de datos (148), (152) y (156) puede ser recuperada y analizada por
los receptores de datos (128), tales como sitios remotos de
fabricantes de pintura (164) y sitios remotos de clientes (168).
Para permitir que los receptores de datos (128) analicen los
sistemas de pintura desde una perspectiva de sistema global, una
base de datos técnica (172) proporciona datos adicionales
referentes a la pintura, por ejemplo, pero no exclusivamente,
normas ecológicas y normas de calidad internas de la compañía.
Las redes (169) conectan los diversos componentes
del sistema de modo que se pueda producir la transmisión de datos.
La realización preferente de las redes (169) utiliza una red
Intranet (173) para llevar a cabo la transmisión de datos entre
componentes dentro del sistema informatizado virtual de fabricación
y aplicación de pinturas (120), y dentro de las fuentes de datos
(124). Además, los sitios remotos de fabricantes de pintura están
conectados a Intranet (173). Los sitios remotos de clientes (168)
están conectados a una red Extranet (175) para que haya una mayor
seguridad en el acceso a los datos del sistema informatizado
virtual de fabricación y aplicación de pinturas (120). Los datos de
seguridad se encuentran preferentemente en la base de datos técnica
(172) para asegurar que sólo los usuarios autorizados (cualesquiera
que sean y dondequiera que estén) puedan ver las partes de la
información contenida en el sistema informatizado virtual de
fabricación y aplicación de pinturas (120) para las que tengan
autorización.
La figura 3 muestra la realización preferente de
la interconexión de datos entre uno de los laboratorios de pintura
(132) y el sistema informatizado virtual de fabricación y aplicación
de pinturas (120). Dentro del laboratorio de pintura (132), el
equipo de aplicación de pintura (242) se controla mediante ajustes
de control (244) para pulverizar pintura sobre vehículos. La pintura
pulverizada es analizada por un dispositivo analizador de pintura
(246). El dispositivo analizador de pintura (246) examina las
características físicas de la pintura pulverizada de modo que un
análisis posterior puede revelar cómo responde la pintura bajo
diversas condiciones y con diversas formulaciones. El dispositivo
analizador de pintura (246) examina características físicas tales
como, por ejemplo, el color (por ejemplo los valores L, a, b desde
ángulos diferentes), la nivelación (en forma de valores de
exploración de ondas), el brillo, la turbiedad y el espesor de
película. En la realización preferente, el dispositivo analizador
de pintura (246) es un dispositivo conocido por el nombre de
"PROSIM" que se puede adquirir en BASF.
El dispositivo analizador de pintura (246) está
preferentemente en comunicación de datos con un programa informático
de simulación de pintura (248). El programa informático de
simulación de pintura (248) realiza un modelo de la interrelación
entre los equipos de aplicación de pintura para automóviles y la
pintura pulverizada para poder obtener las características de
aplicación de pintura deseadas. Una base de datos de modelos
factor-respuesta (144) se utiliza para almacenar
modelos matemáticos que interrelacionan factores de aplicación de
pintura con respuestas de pintura. Los factores de aplicación de
pintura corresponden a los ajustes de control (244) del equipo de
aplicación de pintura (242). Las respuestas de pintura corresponden
a características de la pintura tales como las que se pueden
obtener del dispositivo analizador de pintura (246).
El programa informático de simulación de pintura
(248) emplea el diseño de técnicas de experimentación, así como
técnicas de optimización para determinar los valores para las
respuestas de pintura basados en las tolerancias de pintado
deseadas. Para una mayor comprensión del programa informático de
simulación de pintura (248), véase el documento U.S. nº de serie
08/822,669 (titulado "Paint Equipment Set-up
Method and Apparatus"), presentado el 24 de marzo de 1997.
Uno de los objetivos del programa informático de
simulación de pintura (248) consiste en la capacidad de identificar
regiones dentro de los modelos matemáticos que necesitan una mayor
definición. Por ejemplo, una gama de valores de factor de aplicación
de pintura que resulte en valores R al cuadrado relativamente bajos
para las respuestas de pintura indica regiones dentro de los modelos
matemáticos que requieren una refinación. El laboratorio de pintura
prueba específicamente estas regiones dentro de los modelos
matemáticos a través de un diseño de técnica de experimentación, y
el dispositivo analizador de pintura (246) recopila puntos de
entrada de datos. El diseño de los modelos de experimentación
factor-respuesta se refinan para incorporar este
detalle adicional.
El ordenador (160) utiliza la estructura de datos
de fabricación de pintura (152) para adquirir datos del dispositivo
analizador de pintura (246) y el programa informático de simulación
de pintura (248). Los datos adquiridos se utilizan para diversos
fines incluyendo la realización de control de lotes (es decir,
asegurar la conformidad con las normas de calidad incluidas en la
base de datos técnica). Estos datos característicos de la pintura,
tales como los datos de espesor de película de pintura, del
dispositivo analizador de pintura (246) se interrelacionan con el
tipo de material de pintura dentro de la estructura de datos de
fabricación de pintura (152).
En otro ejemplo, el programa informático de
simulación de pintura (248) realiza el diseño de cálculos de
experimentación basados en los datos del dispositivo analizador de
pintura (246) para identificar qué parámetros y variables son clave
en la fábrica de pintura y de montaje de vehículos. Estos
parámetros clave identificados se insertan en las estructuras de
datos de control de proceso (como la estructura de datos de
fabricación de pintura y la estructura de datos de montaje de
vehículos).
La figura 4 muestra el flujo de información
detallado entre los componentes de la presente invención arriba
mencionados. En la realización preferente, el dispositivo PROSIM
(246) proporciona datos característicos de la pintura al programa
informático de simulación de pintura (248) para poder determinar
ajustes factor/control con el fin de producir determinadas
respuestas de aspecto y aplicación de la pintura pulverizada.
El coordinador de control de proceso (162)
utiliza los datos del dispositivo PROSIM (246) para realizar el
control de lotes. Dentro de esta capacidad, el dispositivo PROSIM
(246) permite analizar materiales de pintura de una planta de
fabricación de pintura para asegurar la conformidad con normas de
calidad predeterminadas. Los datos de control de lotes del
dispositivo PROSIM (246) se utilizan para poblar la estructura de
datos de fabricación de pintura (152) (especialmente con respecto a
la porción de previsión de calidad de la estructura de datos).
Como se ha descrito más arriba, el programa
informático de simulación de pintura (248) utiliza la base de datos
de modelos factor-respuesta (144) para realizar su
diseño de cálculos de experimentación. Además, el programa
informático de simulación de pintura (248) actualiza la base de
datos de modelos factor-respuesta (144) a base de
los datos de rendimiento reales del sistema de pulverización de
pintura proporcionados por el dispositivo PROSIM (246). El programa
informático de simulación de pintura (248) junto con la base de
datos de modelos factor-respuesta (144) permite
comprobar y controlar parámetros variables a través de la base de
datos técnica (172). La base de datos técnica (172), en su
realización preferente, contiene información tal como información
de cartera de producto de pintura (270), información ecológica
(272), información de comunicaciones (274) e información sobre la
calidad (276) (como capacidad de primer proceso). La base de datos
técnica (172) también contiene formularios de cuestiones y
solicitud de análisis (280) para poder capturar las cuestiones y
problemas y su posterior análisis y resolución. La base de datos
técnica (172) también incluye los datos de seguridad (277) sobre
cómo una entidad externa al sistema informatizado virtual de
fabricación y aplicación de pinturas (120) puede acceder a la
información.
El coordinador de control de proceso (162)
sintetiza y empaqueta los datos de las fuentes de datos de modo que
los sistemas remotos puedan analizar con eficiencia y eficacia las
características operativas históricas, actuales y potenciales de
todo el sistema de pintura (es decir, análisis del historial). El
coordinador de control de proceso (162) sintetiza y empaqueta los
datos en la estructura de datos de fabricación de resina (148), la
estructura de datos de fabricación de pintura (152), y la estructura
de datos de aplicación de pintura (156) correspondientemente al
tipo de datos suministrados y a la fuente de datos particular que
haya proporcionado los mismos.
Adicionalmente, el coordinador de control de
proceso (162) proporciona la resolución de problemas y comunica
información a los destinos dedatos basada en la información
capturada por los formularios de cuestiones y solicitud de análisis
(280). El módulo de notificación de resolución de problemas (282)
permite a los sitios remotos de destino de datos utilizar
soluciones previas a problemas similares para resolver problemas
existentes. Además, un módulo de informe semanal (284) del
coordinador de control de proceso (162) proporciona una capacidad
automatizada para enviar la información de los diversos componentes
de la presente invención a los sitios remotos de destino de
datos.
El coordinador de control de proceso (246)
proporciona un sello de fecha y hora para cada dato recibido de las
fuentes de datos. De este modo no sólo se crea una copia dinámica de
memoria de línea base histórica (285), sino que también permite
analizar la magnitud de cambio en diferentes momentos en todo el
sistema de fabricación de pintura.
La figura 5a muestra como el dispositivo PROSIM
captura datos característicos de pintura de la placa (290). Las
regiones identificadas a modo de ejemplo mediante el número de
referencia (291) muestran dónde realiza las mediciones el
dispositivo PROSIM. Para este ejemplo, sobre la placa (290) se
aplicó una cantidad variable de capa base (292). La parte superior
de la placa (290a) incluía un revestimiento delgado de capa base,
mientras que la parte inferior de la placa (290b) incluía una mayor
cantidad de capa base. Para este ejemplo, sobre la placa (290) se
aplicó una cantidad coherente de capa transparente (294). La
aproximación de la cantidad variable con respecto a la capa base
(292) es posible con el dispositivo PROSIM dado que éste captura
datos característicos de la pintura de toda la placa.
Para ilustrar el procedimiento de análisis de
toda la placa del dispositivo PROSIM, la figura 5b presenta una
muestra de un gráfico de contorno (300) producido por el dispositivo
PROSIM, que relaciona el valor de claridad de la pintura con la
posición de la pintura en la placa de la figura 5a. El eje de
abscisas (302) muestra los valores de posición vertical de la placa,
mientras que el eje de ordenadas (304) muestra los valores de
posición horizontal de la placa. Las regiones dentro del gráfico de
contorno (300) revelan cómo varían los valores de claridad en
función de la posición en la placa. Por ejemplo, la región (306)
muestra un área de la placa que tiene un valor de claridad tal como
se indica en la barra de referencia (308).
La figura 6a es un ejemplo de una pantalla del
programa informático de simulación de pintura en la que se muestran
de modo general en (330) ajustes de factor/control del equipo de
pulverización de pintura. Los ajustes de factor se interrelacionan
mediante modelos matemáticos con determinadas respuestas de la
pintura pulverizada, tal como se muestra de modo general en (334) y
(338). Los modelos matemáticos han sido generados mediante el
diseño de técnicas de experimentación. En este ejemplo, los ajustes
de factor/control (330) de velocidad de campana, conformación, y
fluidos de campana producen a través de los modelos matemáticos la
respuesta de aspecto y aire de aplicación de pintura mostrada con
los números de referencia (334) y (338).
Con respecto a la figura 6b, un optimizador (342)
se utiliza para mantener uno o más de los ajustes de factor/control
o valores de respuesta en un nivel o intervalo determinado,
permitiendo al mismo tiempo que otros ajustes y/o respuestas varíen
dentro de un intervalo predeterminado. En este ejemplo, los ajustes
de factor/control de aire de conformación y fluidos de campana se
fijaron en 36 libras por pulgada cuadrada y 295 centímetros
cúbicos/minuto, respectivamente. Además, en este ejemplo, la
respuesta de espesor medio de película seca se fijó mediante el
optimizador (342) en un intervalo de 0,90 a 1,0 milésimas de
pulgada. El optimizador (342) emplea preferentemente un algoritmo
simple tal como el proporcionado por el producto de software
Microsoft Excel^{(TM)}.
La figura 7a muestra el modelo de estructura de
datos de control de proceso (353) contenido en la memoria (360) del
ordenador (160). Estos componentes forman parte del coordinador de
control de proceso (162).
El modelo de estructura de datos de control de
proceso (353) relaciona datos referentes a la pintura con uno o más
pasos de procesopertinentes del sistema de pulverización de
pintura. Los pasos de proceso (364) incluyen los pasos utilizados
dentro del proceso de un laboratorio de pintura, una fábrica de
resina, una fábrica de pintura o una planta de montaje de
vehículos. Por ejemplo, un paso de proceso dentro de una planta de
montaje de vehículos puede incluir el paso de proceso cuando la
pintura está en almacén o cuando la pintura está en la sala de
mezcla, o el revestimiento de pintura pulverizada particular
aplicado sobre un vehículo.
La estructura de datos de equipo de aplicación de
pintura (368) relaciona pasos de proceso pertinentes (364) con datos
relacionados con el equipo de aplicación de pintura tales como el
tipo de equipo, los accesorios y la configuración del equipo.
La estructura de datos de proceso (370) relaciona
pasos de proceso pertinentes (364) con datos relacionados con el
proceso tales como parámetros medioambientales, parámetros
constantes y parámetros variables. Los parámetros medioambientales
incluyen cuestiones tales como velocidad de línea, temperatura de la
cabina y humedad. Los parámetros constantes incluyen, de forma no
exclusiva, parámetros de aplicación que son esencialmente constantes
para cada pintura (por ejemplo temperatura/perfil del horno,
distancia del objetivo). Los parámetros variables incluyen, de
forma no exclusiva, parámetros de aplicación que son diferentes
para cada pintura (por ejemplo, proporción de fluido, velocidad de
campana).
La estructura de datos de materiales (372)
captura y almacena datos relacionados con el material tales como
parámetros de material, adiciones a la mezcla de material y datos de
consumo. Específicamente, los datos de consumo se refieren a
información de uso, por ejemplo el consumo de recursos o materiales
durante un período particular (por ejemplo diariamente) o el consumo
de recursos y materiales para un vehículo. Preferiblemente, la
estructura de datos de materiales (372) no está interrelacionada
con los pasos de proceso, dado que los datos típicos relacionados
con los materiales no se adquieren hasta el final de un proceso
completo (por ejemplo, al final del proceso de fabricación de
resina).
La estructura de datos de previsión de calidad
(373) captura y almacena datos relacionados con la previsión de
calidad como datos de prueba y datos de evaluación. El término
"previsión de calidad" se refiere a un control de calidad de
aspectos tales como defectos en el material antes de que el
material sea producido en una instalación de pintura. La previsión
de calidad utiliza típicamente pruebas de laboratorio para formular
predicciones sobre cuál debería ser el rendimiento de un material
en la producción. Para formular estas predicciones para la
estructura de datos de previsión de calidad (373) se utiliza
preferentemente la configuración de laboratorio de pintura de la
figura 3. Preferiblemente, la estructura de datos de previsión de
calidad (373) no está interrelacionada con los pasos de proceso,
dado que los datos relacionados con la previsión de calidad se
adquieren típicamente antes de que comience el proceso de un
producto (por ejemplo, al comienzo del proceso de fabricación de
pintura).
Con respecto a la figura 7b, la estructura de
datos de calidad retrospectiva (374) captura y almacena datos
relacionados con la calidad retrospectiva como datos de calidad
retrospectiva de primera categoría, datos de calidad retrospectiva
de segunda categoría y datos de calidad retrospectiva de tercera
categoría. La estructura de datos de calidad retrospectiva (374)
interrelaciona pasos de proceso pertinentes (364) con datos
relacionados con la calidad retrospectiva tales como típicamente las
tres categorías de datos de calidad retrospectiva. La primera
categoría corresponde al control de lotes en proceso. La segunda
categoría se refiere a la clase/tipo, cuantificación y evaluación de
defectos. La tercera categoría incluye: descripción de problemas,
medidas mitigadoras provisionales, identificación de causa(s)
potencial(es), identificación de la causa raíz, verificación
de acciones correctoras, acciones correctoras permanentes y acciones
preventivas. Se ha de señalar que la presente invención no se limita
a tres categorías, sino que puede incluir sólo una o dos categorías
dependiendo de la aplicación específica. Por ejemplo, la estructura
de datos de aplicación de pintura incluye preferentemente sólo las
categorías dos y tres para los datos relacionados con la calidad
retrospectiva, ya que típicamente el control de lotes en proceso no
se realiza dentro del proceso de aplicación de pintura.
El término "calidad retrospectiva" se
refiere al ajuste del proceso de acuerdo con predicciones de
calidad, cuestiones y resoluciones identificadas en la estructura de
datos de "previsión de calidad". Dentro de esta capacidad, la
"calidad retrospectiva" actúa como un bucle de
retroalimentación para la sintonización precisa del proceso.
La estructura de datos relacionados con personas
(375) interrelaciona pasos de proceso pertinentes (364) con datos
relacionados con personas tales como programa de formación estándar,
cargo y descripciones del trabajo.
La estructura de datos económicos de pintura
(376) interrelaciona pasos de proceso pertinentes 364 con datos
económicos de pintura tales como el importe kilogramo/galón de un
tipo de pintura particular, el importe del pintado por
pulverización de un vehículo automóvil predeterminado, y el coste de
calidad tanto interno como externo.
Por último está prevista una estructura de datos
de acuerdos (384) para interrelacionar datos contractuales, tales
como el número de identificación de contrato y las partes y
obligaciones pertinentes de un acuerdo, con pasos de proceso
pertinentes (364).
El coordinador de control de proceso (162) crea
y mantiene el modelo de estructura de datos de control de proceso
(353) durante los pasos de adquisición de datos de cada fuente de
datos.
La figura 8 muestra la realización preferente del
modelo de estructura de datos de control de proceso para la
estructura de datos de fabricación de resina (148). Los pasos de
proceso que se han de interrelacionar con los módulos de equipo,
proceso, calidad retrospectiva, personas, economía y acuerdos de la
estructura de datos de fabricación de resina (148) son los
siguientes: recepción de materiales, almacenamiento de materiales,
preparación del reactor/recipiente, proceso intermedio, carga del
reactor/recipiente, proceso, ajuste de lotes, transferencia de
materiales, filtración, llenado, limpieza de equipo, almacenamiento
de producto y suministro de producto. Se ha de entender que la
presente invención no está limitada por estos pasos de proceso. La
enumeración anterior sólo sirve como ejemplo y se puede ampliar o
reducir en función de la aplicación específica en cuestión.
Los materiales de entrada primarios descritos por
la estructura de datos de fabricación de resina (148) son las
sustancias químicas utilizadas para producir las resinas. Las
sustancias químicas y sus propiedades están descritas dentro del
módulo de materias primas de la estructura de datos de fabricación
de resina (148). El producto de salida primario descrito por la
estructura de datos de fabricación de resina (148) consiste en las
resinas producidas con las sustancias químicas.
La figura 9 muestra la realización preferente del
modelo de estructura de datos de control de proceso para la
estructura de datos de fabricación de pintura (152). Los pasos de
proceso que se han de interrelacionar con los módulos de equipo,
proceso, calidad retrospectiva, personas, economía y acuerdos de la
estructura de datos de fabricación de pintura (152) son los
siguientes: recepción de materiales, almacenamiento de materiales,
estacionamiento de materiales, preparación del equipo, transferencia
de materias primas, proceso intermedio, mezcla de lotes, ajuste de
lotes, proceso de llenado, proceso de limpieza de equipo,
almacenamiento de producto y suministro de producto a la planta de
montaje de vehículos. Se ha de entender que la presente invención
no está limitada por estos pasos de proceso. La enumeración
anterior sólo sirve como ejemplo y se puede ampliar o reducir en
función de la aplicación específica en cuestión.
Los materiales de entrada primarios descritos por
la estructura de datos de fabricación de pintura (152) consisten en
las resinas que son los productos de la estructura de datos de
fabricación de resina (148) y materias primas externas (por ejemplo
pigmentos; las materias primas externas se indican con el número de
referencia (62) en la figura 1). Las resinas, las materias primas
externas y las propiedades asociadas con ellas están descritas
dentro del módulo de materias primas de la estructura de datos de
fabricación de pintura (152). El producto de salida primario
descrito por la estructura de datos de fabricación de pintura (152)
consiste en los materiales de pintura producidos con las resinas y
las materias primas externas.
La figura 10 muestra la realización preferente
del modelo de estructura de datos de control de proceso para la
estructura de datos de aplicación de pintura (156). Los pasos de
proceso que se han de interrelacionar con los módulos de equipo,
proceso, calidad retrospectiva, personas, economía y acuerdos de la
estructura de datos de aplicación de pintura (156) son los
siguientes: almacenamiento-cliente, sala de mezcla
de almacenamiento-cliente, sala de mezcla, limpieza
previa, fosfato, electrorrevestimiento, limpieza manual, limpieza
automática, aplicación manual, robots interior/exterior, campanas
de pulverización giratorias, aparato de movimiento alternativo de
pulverizadores de aire, evaporación instantánea, extracción,
infrarrojos, hornos, aplicaciones automatizadas diversas,
operaciones auxiliares manuales, operaciones auxiliares
automáticas, zona sin operación de aplicación, obturador,
imprimación de bastidor, cera, encristalado de ventanillas, asuntos
de transporte, y coagulación. Se ha de entender que la presente
invención no está limitada por estos pasos de proceso. La
enumeración anterior sólo sirve como ejemplo y se puede ampliar o
reducir en función de la aplicación específica en cuestión.
Los materiales de entrada primarios descritos por
la estructura de datos de aplicación de pintura (156) consisten en
los materiales de pintura que son los productos de la estructura de
datos de fabricación de pintura (152). Los materiales de pintura y
sus propiedades están descritos dentro del módulo de materiales de
la estructura de datos de aplicación de pintura (156). El producto
de salida primario descrito por la estructura de datos de aplicación
de pintura (156) consiste en los revestimientos de pintura sobre
vehículos.
Dado que existen variaciones dentro de cada
proceso de pintura (es decir, fabricación de resina, fabricación de
pintura y proceso de aplicación de pintura), las estructuras de
datos (148), (152) y (156) están estructuradas de tal modo que
dentro de cada proceso de pintura se pueden analizar las
variaciones y dependencias cruzadas entre los materiales y los pasos
de proceso. Además, entre las estructuras de datos (148), (152) y
(156) existe como mínimo un denominador común/enlace de tal modo
que las variaciones y dependencias cruzadas entre los materiales y
los pasos de proceso se pueden analizar a lo largo de todo el
proceso de pintura. Preferentemente, el enlace entre las estructuras
de datos (148), (152) y (156) consiste en los materiales de salida
de una estructura de datos que corresponden al material de entrada
de otra estructura de datos. Por ejemplo, el material de resina de
la estructura de datos de fabricación de resina (148) se utiliza
como enlace con la información contenida en la estructura de datos
de fabricación de pintura (152), ya que la salida de la estructura
de datos de fabricación de resina (148) corresponde a la entrada de
la estructura de fabricación de pintura (152). Preferentemente se
utilizan identificadores numéricos para identificar de forma
inequívoca los materiales que enlazan las estructuras de datos. La
figura 11a es una pantalla de ordenador que muestra un ejemplo de
utilización de los enlaces entre las estructuras de datos para
examinar dependencias cruzadas entre un proceso de pintura y otro.
En este ejemplo no limitativo, el problema identificado en la
estructura de datos de calidad retrospectiva se rastrea a través de
materiales y procesos hasta la posible causa raíz, que consiste en
la utilización de un ensayo de garantía de calidad erróneo para
certificar que la Resina nº419 es aceptable para su uso en la
producción. Además, se ha de entender que la presente invención no
se limita a enlazar únicamente dos estructuras de datos, sino que
incluye el enlace de las tres estructuras de datos para formar una
vista del historial completo de todo el sistema, por ejemplo
proporcionando una vista del historial desde la estructura de datos
de aplicación de pintura (156) hasta la estructura de datos de
fabricación de resina (148), pasando por la estructura de datos de
fabricación de pintura (152).
La figura 11b muestra la realización preferente
para asegurar que los datos sean vistos por los sitios remotos de
destino de datos de forma segura. Por ejemplo, los jefes de área de
planta de pintura identificados por un identificador del sistema
informático sólo podrían ver datos dentro de la presente invención
relacionados con su propia planta.
La figura 12 muestra los pasos en los que los
sitios remotos de destino de datos utilizan la información de los
diversos componentes de la presente invención para controlar el
sistema de pulverización de pintura. En el bloque de proceso (400),
un usuario, por ejemplo un cliente, obtiene desde un sitio remoto
determinada información técnica referente al sistema de
pulverización de pintura. Para obtener una hoja de datos de
producto, un cliente solicita un bloque de proceso (404)
preferentemente haciendo clic en un icono de la pantalla del sitio
remoto de destino de datos para un producto relacionado con una
pintura específica. La hoja de datos de producto solicitada se
recupera de la base de datos técnica y se envía al cliente en el
bloque de proceso (408). En el bloque de proceso (412), un grupo de
higiene industrial del cliente revisa la información de la hoja de
datos de producto y lleva a cabo en el bloque de proceso (416)
todos los datos de emisiones pertinentes. Preferentemente, el sitio
remoto de destino de datos calcula automáticamente los datos de
emisiones para el grupo y genera un informe que determina si los
compuestos orgánicos volátiles (VOC) y los datos de emisiones se
encuentran en el intervalo específico determinado por los valores
de umbral ecológicos incluidos en la base de datos técnica. Esta
determinación se realiza en el bloque de decisión (420).
Si el bloque de decisión (420) determina que
todos los VOC y datos de emisiones se encuentran dentro del
intervalo especificado, en el bloque de proceso (424) se determina
que el producto es "útil". Sin embargo, si el bloque de
decisión (420) determina que no se cumplen los intervalos
especificados, el sitio remoto de destino de datos utiliza el
programa informático de simulación de pintura y los datos de la
base de datos técnica para devolver la formulación de pintura al
intervalo especificado. Este proceso es realizado por el bloque de
proceso (428).
La figura 13 muestra los pasos para utilizar la
presente invención en la resolución de un problema y la generación
de informe de análisis de causa y efecto. El término VIS se refiere
a las porciones de presentación de información de la presente
invención a los receptores de datos.
En el bloque de proceso (440), un cliente detecta
un problema que se produce en una planta de montaje del cliente. El
cliente accede a los datos del coordinador de control de proceso
para determinar en el bloque de decisión (448) si se ha producido un
problema similar en el pasado. Si el problema no se ha producido en
el pasado, el cliente inicia en el bloque de proceso (452) el
formulario de análisis de problemas incluido en la base de datos
técnica de la presente invención. A continuación, el bloque de
proceso (456) inicia un procedimiento de resolución y actualiza la
base de datos técnica con el modo en el que el problema ha sido
enfrentado y resuelto. En el proceso de bloque (460), el cliente
puede acceder a la base de datos técnica para comprobar el estado de
cualquier PR&R (es decir Resolución de Problema y Generación de
Informe) abierta.
Si el bloque de decisión (448) determina que el
problema ha ocurrido con anterioridad, el cliente identifica en el
bloque de proceso (464) las acciones correctoras almacenadas en
memoria que se aplicaron con respecto a un problema similar. Si el
bloque de decisión (468) determina que siguen existiendo acciones
correctoras y todavía se utilizan dentro del entorno de la fábrica,
se ejecuta el bloque de proceso (452).
Sin embargo, si no existen y no se están
utilizando acciones correctoras pasadas, el bloque de decisión (472)
del sitio remoto de destino de datos determina quién tiene la
responsabilidad de la puesta en práctica de acciones correctoras. El
bloque de decisión (472) basa esta información principalmente en la
estructura de datos de acuerdos del coordinador de control de
proceso. Si la responsabilidad corresponde al cliente, éste
investiga el fallo en el bloque de proceso (476) y vuelve a aplicar
o modifica el plan de acción correctora. En el bloque de proceso
(476), el cliente utiliza la información incluida en la base de
datos técnica, así como la información del programa informático de
simulación de pintura y el coordinador de control de proceso para
investigar y corregir el fallo. Si la estructura de datos de
acuerdos determina que la responsabilidad de la acción correctora
corresponde a la fábrica, el sitio remoto de destino de datos lo
notifica al personal de la fábrica en el bloque de proceso (480),
de modo que el personal de la fábrica puede investigar el fallo e
informar al cliente sobre su resolución en el bloque de proceso
(484).
La figura 14 muestra los pasos empleados en la
generación y utilización de informes semanales automáticos del
coordinador de control de proceso para analizar y controlar los
parámetros de operación del sistema de pulverización de pintura. En
el bloque de proceso (500), representantes del servicio técnico de
la fábrica introducen datos específicos del lote en las estructuras
de datos del coordinador de control de proceso en tiempo real. Los
datos específicos del lote incluyen datos de producto, datos de
planta, datos de rendimiento de lote, y presencia de defectos y
tipo de defecto. El coordinador de control de proceso genera un
informe específico de producto que detalla las actividades de la
fábrica utilizando información proporcionada por las bases de datos
técnicas y las estructuras de datos del coordinador de control de
proceso.
En el bloque de proceso (504), el personal de la
planta accede al informe semanal del coordinador de control de
proceso, de modo que en el bloque de proceso (508) el personal de la
planta puede utilizar la información para efectuar un seguimiento
de rendimiento y conformidad. Esta información se utiliza para
resolver problemas y efectuar un seguimiento de la existencia de
defectos por producto. Además, el informe semanal se produce
automáticamente para los clientes en el bloque de proceso (512). El
cliente utiliza el informe semanal automático para análisis
operativos tales como: seguimiento de lotes en períodos de tiempo
específicos para investigación de reclamaciones de garantía;
mantenerse al corriente de los cambios de productos y procesos de la
planta; acceder a información sobre productos de prueba y
experimentación; acceder a información de producto de la planta de
montaje; efectuar un seguimiento del rendimiento de la fábrica en la
planta de montaje; y ver semanalmente la capacidad de primer proceso
de la planta de montaje por producto.
La figura 15 presenta una muestra de un informe
semanal proporcionado por la presente invención. El informe semanal
muestra qué ha ocurrido específicamente durante qué período de
tiempo con respecto a una pintura específica. Esta información se
puede utilizar para detectar problemas con respecto a un lote en
relación con una semana particular o a lo largo de varias
semanas.
Claims (10)
1. Aparato informatizado para coordinar pasos de
proceso relacionados con la pintura de como mínimo una instalación
relacionada con la pintura (132, 136, 140, 164, 168), pasos de
proceso relacionados con la pintura que presentan características
relacionadas con la pintura, comprendiendo dicho aparato:
- un módulo de adquisición de datos (78, 88, 98) para adquirir datos característicos de la pintura indicativos de características relacionadas con la pintura;
- una estructura de datos de control de proceso de pintura (353) para interrelacionar dichos datos adquiridos característicos de la pintura con como mínimo dos pasos de proceso relacionados con la pintura para producir datos de control de proceso de pintura interrelacionados;
- un coordinador de control de proceso de pintura (162) conectado con dicho módulo de adquisición de datos para almacenar dichos datos adquiridos característicos de la pintura en dicha estructura de datos de control de proceso de pintura;
- una pantalla de datos conectada con dicha estructura de datos de control de proceso de pintura para recibir y ver a distancia dichos datos de control de proceso de pintura interrelacionados,
- caracterizado porque adicionalmente contiene:
- un dispositivo analizador de pintura (248) para generar datos característicos de la pintura pulverizada basados en el análisis de la pintura pulverizada por un equipo de pulverización de pintura, presentando dicha pintura pulverizada características de pintura pulverizada, y almacenando dicha estructura de datos de control de proceso de pintura dichos datos característicos de la pintura pulverizada; y un simulador de pintura (248) para determinar parámetros de operación para el funcionamiento de dicho equipo de pulverización de pintura.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que
dichos datos de control de proceso comprenden una estructura de
datos de fabricación de resina (148), una estructura de datos de
fabricación de pintura (152) o una estructura de datos de aplicación
de pintura (156), o combinaciones de ellas.
3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en el
que dicha estructura de datos de control de proceso incluye como
mínimo una y preferentemente dos estructuras de datos seleccionadas
entre el grupo consistente en una estructura de datos de módulo de
equipo (368), una estructura de datos de módulo de proceso (370),
una estructura de datos de material (372), una estructura de datos
de previsión de calidad (373), una estructura de datos de calidad
retrospectiva (374), una estructura de datos relacionados con
personas (375), una estructura de datos económicos (376), una
estructura de datos de acuerdos (384), y combinaciones de
ellas.
4. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a
3, que coordina pasos de proceso relacionados con la pintura en
múltiples instalaciones relacionadas con la pintura.
5. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a
4, en el que dichos datos característicos de pintura incluyen datos
económicos relacionados con los pasos de proceso relacionados con la
pintura.
6. Aparato según la reivindicación 1, en el que
dicho simulador de pintura está configurado para determinar dichos
parámetros de operación de acuerdo con un diseño de modelo de
experimentación que implica como mínimo una de las características
de la pintura pulverizada.
7. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a
6, que adicionalmente comprende:
- un optimizador (342) conectado con dicho simulador de pintura para delimitar el intervalo admisible de dichos parámetros de operación de dicho equipo de pulverización de pintura.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, que
adicionalmente comprende:
- un calculador simple conectado con dicho optimizador para delimitar dicho intervalo admisible de parámetros de operación.
9. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a
8, que adicionalmente comprende:
- una segunda o más pantallas de datos conectadas con dicha estructura de datos de control de proceso de pintura para recibir y ver a distancia dichos datos de control de proceso de pintura interrelacionados.
10. Aparato según la reivindicación 9, que
adicionalmente comprende:
- una base de datos de seguridad (277) para proporcionar autorizaciones de seguridad con respecto a dichas pantallas de datos para recibir y ver a distancia dichos datos de control de proceso de pintura interrelacionados.
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