FI116283B - Menetelmä paperi- tai kartonkirainarullan halkaisijan laskemiseksi/optimoimiseksi - Google Patents

Description

116283 f

Menetelmä paperi- tai kartonkirainarallan halkaisijan laskemiseksi/optimoimiseksi Förfarande för beräkning/optimering av diametem av rullen i en pappers- eller kartongbana 5

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä.

10 Paperi- ja kartonkikoneissa rullataan valmis raina konerulliksi, jotka pyritään ajamaan tietyn, yleensä maksimihalkaisijaan mahdollisimman isokokoisiksi. Näistä konerullista pituusleikkurilla ajetaan asiakasrullia, joiden haluttu halkaisija ja leveys määritetään asiakkaan tarpeen mukaan. Pituusleikkurilla siis konerullan täys-leveästä rainasta leikataan asiakkaan haluaman leveyden ja halkaisijan omaavia 15 rullia. Eräänä ongelmana tekniikan tasossa käytettyjen menetelmien yhteydessä on se, että mikäli paperikoneella tapahtuu ratakatkoja, konerullan halkaisija muuttuu.

:V; Tekniikan tasosta tunnetaan nk. jatkuvan trimmityksen ajotapa, jossa konerullat : 20 rullataan maksimihalkaisijaan välittämättä asiakasrullahalkaisijoista paitsi lajin vaihtuessa. Pituusleikkurilla konerullien liittämiseksi toisiinsa suoritetaan sauma-: us halkaisijaltaan halutun kokoisien asiakasrullien saamiseksi. Aikaisemmin sau- : ' · maus suoritettiin käsin ja se oli työlästä ja hankalaa, saumojen laatu vaihteli eikä ’ vastannut painotalojen vaatimuksia. Nykyisin on käytettävissä myös automaat- 25 tisaumauslaite, jonka etuna on, että konerullan halkaisijaa ei tarvitse optimoida yksittäisten muuttojen mukaan, vaan tietyn paperilajin koko tilauksen mukaan. Ongelmallista tässä yhteydessä on kuitenkin se, että painotalot edellyttävät painokoneen ajettavuussyistä lähinnä katkojen minimoimiseksi tiettyä mahdollisten : saumojen määrääjä tiettyjä mahdollisen saumojen sijainteja asiakasrullissa. Täl- 30 löin jatkuvan trimmityksen ajotavalla täytyy eri konerullien rainojen päiden liit- • tämisestä oikean kokoisten asiakasrullien aikaansaamiseksi johtuvien saumojen 2 116283 sijainti ja määrä kyetä laskemaan jo konerullan valmistamisen yhteydessä oikeaan kohtaan tulevassa asiakasrullassa, jotta se täyttää asiakkaan asettamat kriteerit ja hylyn määrä minimoituu. Painotalot esimerkiksi edellyttävät, ettei saumaa ole tietyllä etäisyydellä rullan pohjasta tai pinnasta.

5

Aikaisemmin käytössä oli käsinlaskettu taulukko asiakasrullahalkaisijan ja muuttojen määrän vaikutuksesta konerullan halkaisijaan. Tämän jälkeen on luotu automaattisia järjestelmiä edellä mainittujen asioiden laskemiseksi, joissa voidaan lisäksi huomioida rullassa olevan huonon paperin vaikutus sekä erilainen/vaihtuva 10 rullaustiukkuus sekä paperin paksuus niin konerullassa kuin asiakasrullassakin sekä ottaa huomioon välivarastossa olevien konerullien sisältö ja koko. Tällaista menettelyä on kuvattu esimerkiksi Dusan Dapcevic.n esitelmässä Paper Machine Reel Optimization - Analysis and a Case Study, joka on julkaistu konferenssijulkaisun sivuilla C37 - C45: Conference Record of the 1999 IEEE Annual Pulp & 15 Paper Industry Technical Conference; Seattle, WA, June 21-25, 1999; 1-10.

Keksinnön päämääränä on saada aikaan menetelmä, jossa tekniikan tasosta tunnettujen ratkaisujen epäkohdat on eliminoitu tai ainakin minimoituja edellä esite-, ': tyt tavoitteet saavutetaan.

i 20 - Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on ' keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esi- , * tetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

25 Keksinnön yhteydessä käytetään ajotapana sinänsä tunnettua jatkuvan trimmityk-·’ · ‘ sen ajotapaa pituusleikkurilla, jolloin pyritään ajamaan teknis-taloudellisten rajoit- ‘ ' teiden puitteissa maksimikokoisia konerullia ja keksinnön mukainen menetelmä määrittää/optimoi konerullan halkaisijan perustuen painotalojen Roll paper Re-quirements and Specifications, Version 1.4, June 16, 2000, Quebecor World Roll '* 30 Paper Requirements and Specifications tai konverttereiden (Smurfit-Stone, Con- : ’.: tainerboardMechanical Roll Quality Standards, 888 - 284 - 4470 Effective Date, 3 116283

June 1, 2001) rajoituksiin sauman sijainnista asiakasrullassa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä määritetty halkaisija syötetään käsin tai automaattisesti kiin-nirullaimelle kiinnirullaimen ohjaamiseksi.

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä sijoitetaan sauman sijainnin rajoitteet aseteltaviksi muuttujiksi esimerkiksi paperilaji- tai painotalo-/tilauskohtaisesti. Samalla optimoidaan konerullien liittämisestä toisiinsa aiheutuvat asiakasrulliin tulevien saumojen määrä ja niistä aiheutuva konerullahylky. Keksinnön mukainen järjestelmä huomioi myös ratakatkojen seurauksena syntyneet vajaat konerullat ja nii-10 den liittämiseen käytetyn sauman sijainnin optimoinnin.

Keksinnön mukainen menetelmä aikaansaa esimerkiksi ehdotuksen konerullien leikkausjärjestyksen muuttamista pituusleikkurilla, mikäli paperilaji ja asiakasrul-lahalkaisijat sen sallivat, jolloin saadaan liitossauma painotalon sallimaan paik-15 kaan asiakasrullassa.

Keksinnön mukaisen menetelmän sovellus voi olla nk. yksittäinen järjestelmä eli erillisjärjestelmä tai osana muuta sinänsä tunnettua tuotannonohjausjärjestelmää.

’ 20 Keksinnön mukaisella menetelmällä pystytään parantamaan materiaalitehokkuutta : siten, että mahdollisimman suuri osa paperikoneen tuottamasta paperista pysty- • tään rullaamaan asiakasrulliksi erilaisista saumoihin ja rullahalkaisijoihin liittyvis tä rajoituksista huolimatta. Näin keksinnöllä parannetaan materiaali-hyötysuhdetta eli koneella saavutettavaa nettohyötysuhdetta.

25

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen ; kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus .; ’ mitenkään ahtaasti rajoittaa.

·." 30 Kuviossa 1 on kaavallisesti esitetty konerullan halkaisijoiden lasken- ‘: taa/optimointia.

4 116283

Kuviossa 2 on kaaviollisesti esitetty konerullien liittämissauman sijainnin optimoinnin vaikutus pituushylkyyn.

5 Kuviossa 3 on kaaviollisesti esitetty ratakatko konerullan liittämissauman sijainnin optimointi.

Kuviossa 4 on kaaviollisena lohkokaavioesityksenä esitetty konerullan halkaisijoiden laskenta/optimointi konerullan vaihto-/ratakatkotilanteessa.

10

Kuvion 1 mukaisesti konerullan halkaisijoiden laskentaan/optimointiin tarvittavat tiedot saadaan tuotannonohjausjärjestelmästä 11, josta saadaan mm. pituusleikku-riin tulevat tilaustiedot seuraavan konerullan halkaisijan optimointia varten sekä muuttojen lukumäärä, asiakasrullahalkaisijat, ratapituus rullassa, pituusleikkurin 15 asetteet ja muut vastaavat tiedot. Näiden tietojen perusteella laske-taan/optimoidaan konerullan halkaisijaohje 12 ja saadaan vapaasti asetettavat sauman sijainnin rajoitteet asiakasrullassa kiinnirullaimen ohjausjärjestelmään 13, jolloin saadaan rullan maksimihalkaisijaohje kiinnirullaimelle, ellei laskennan mukaan viimeisessä muutossa sauma tule kielletylle alueelle asiakasrullassa. Mi-’: ' 20 käli näin tulee, pienennetään halkaisijaohjetta siten, että sauma tulee riittävästi ,*.·’ asiakasrullan sisään laskennan mukaan. Saatavia tietoja siis käytetään kiinnirul- • . · laimen ohjausjärjestelmässä 13, jolla annetaan konerullan halkaisijaohje ajoon.

Kuten kuviosta 2 käy ilmi, konerullien liittämissauman sijainnin optimoinnin vai-25 kutus pituushylkyyn on merkittävä. Kuvion 2 esimerkissä on alun perin maksimi pituus valmiissa konerullassa 77 km. Tarvittavia asiakasrullia on 6 kappaletta ja ; ’ * niiden rainapituus on 13 km. Järjestelmä huomaa, että ajossa olevalla konerulla- ,: ’ halkaisijalla sauma on tulossa liian pintaan asiakkaan asettamiin rajoituksiin näh den viimeisen muuton rullassa. Tällöin järjestelmä vähentää konerullan pituutta 1: · 30 75 km:iin, jolloin sauma on riittävällä etäisyydellä rullan pinnasta ja näin saavute- .: taan rainasäästöä 2 km eli 2,6 % enemmän materiaalihyötysuhdetta.

5 116283

Kuviossa 3 on esitetty ratakatko konerullan liittämissauman sijainnin optimointi. Kuvion 3 mukaisessa esimerkissä katkokonerullan pituus on 51 km. Tarvitaan 4 asiakasrullaa ä 13 km. Jäijestelmä huomaa, että paperikoneen ratakatkon seurauk-5 sena sauma on tulossa liian pintaan viimeisen muuton rullassa, jolloin järjestelmä kehottaa valmistamaan seuraavan konerullan siten, että siitä jää viimeiseen muuttoon 1,5 km:n pohja, jolloin sauma on riittävän kaukana rullan pohjasta, mihin edellinen saumakonerulla liitetään vaihdetaan konerullien ajojäijestys leikkurilla.

Näin uudella konerullapituudella 75 km saavutetaan 2,9 %:n säästö materiaalissa 10 konerullasta.

Kuviossa 4 esitetyssä lohkokaaviossa lohkossa 21 on tilauslistatiedot; asiakasrul-lan halkaisija (toleranssit), hylsynhalkaisija, muuttomärät sekä konerullan dimen-siorajoitteita koskevat tiedot; ratapituus/halkaisija. Lohkossa 22 on annettu tarvit-15 tavat tiedot sauman sijainnin rajoitteista asiakasrullasta (mm. pinnasta/pohjasta).

Lohkoon 23 saadaan tiedot lohkosta 21 sekä paikkotieto seuraavaan konerullaan ja lohkossa 23 lasketaan rullattavan konerullan pohjamuuton pinta-ala sinänsä tunnetulla menetelmällä ja halkaisija hylsyllä (konerullan pinta-ala - (edellisen : V; pohjamuuton paikon pinta-ala + X * täysien muuttojen pinta-ala + tampuuritelan ’! 20 pinta-ala)). Edellä esitetyssä laskentakaavassa pinta-alalla tarkoitetaan rullaa ; : vastaavan lieriön tai renkaan päätypinta-alaa ja X = maksimimäärä täysiä muuttoja mikä ko. konerullasta saadaan. Lohkossa 24 lohkosta 23 saatua tulosta ! , · verrataan lohkosta 22 saataviin tietoihin koskien sauman sijainnin rajoitteita asia- kasrullassa, mikäli sauman sijainti on OK, siirrytään lohkoon 25, jossa lasketaan 25 paljonko lisää pinta-alaa tarvitaan, että vajaasta pohjamuutosta tulee täysi (paikko • · * seuraavan konerullan pintaan) ja tieto välitetään edelleen takaisin lohkoon 23. Jos *···* sauma on liian pohjalla, pienennetään konerullan halkaisijaa edelliseen täyteen .,]·* muuttoon lohkon 26 mukaisesti, jotta saadaan tulokseksi paikkotieto = 0 ja tieto ...· välitetään edelleen takaisin lohkoon 23. Jos sauma liian pinnalla lohkossa 27 pie- ··· 30 nennetään konerullan halkaisijaa siten, että sauma jää riittävän syvälle pinnasta.

Lohkosta 27 saatava tieto välitetään lohkoon 23. Lohkokaavion mukaisesti kone-rullan vaihto-/ratakatkotilanteessa konerullan halkaisijan laskenta/optimointi ta- , 116283 o rullan vaihto/ratakatkotilanteessa konerullan halkaisijan laskenta/optimointi tapahtuu siten, että viimeisen valmistuneen konerullan (vajaan) pohjamuuton pituus (päädyn pinta-ala) talletetaan järjestelmän muistiin. Tämän arvon ja tilauslistan 21 mukaisten seuraavien muuttojen pituuksien (päätypinta-alojen) mukaan lasketaan, 5 lohko 23, seuraavan konerullan (vajaan) pohjamuuton halkaisija olettaen, että rullasta tulee maksimihalkaisijainen.

Laskennallista pohjamuuton halkaisijaa verrataan, lohko 24, järjestelmään syötettyihin sauman sijainnin rajoitteisiin 22 (mm. asiakasrullan pohjasta ja pinnasta).

10 · Pohjassa olevan sauman rajoite todetaan suoran halkaisijan perusteella. Jos laskenta osoittaa sauman olevan tulossa vajaan pintamuuton asiakasrullaan liian pohjalle, lohko 26, järjestelmä pienentää (tarvittaessa operaattori kuit-taa muutoksen) valmistuvan konerullan tavoitehalkaisijaa siten, että vajaata pohjamuuttoa ei rullata ko. konerullaan.

15 · Pinnassa olevan sauman rajoite todetaan vertaamalla vajaan pohjamuuton laskettua halkaisijaa tilauslistan ko. muuton halkaisijaan. Jos laskenta osoittaa sauman olevan tulossa vajaan pintamuuton asiakasrullaan liian pintaan, lohko 27, järjestelmä pienentää (tarvittaessa operaattori kuittaa : ’ : muutoksen) valmistuvan konerullan tavoitehalkaisijaa siten, että vajaassa 20 pintamuutossa sauma jää vähintään rajoitteen mukaiselle etäisyydelle pin- •,: nasta.

: .· Jos konerullan rullauksen aikana tapahtuu ratakatko, järjestelmä laskee ko. kone- ’ .. * rullan vajaan pintamuuton halkaisijan, lohko 23, ja tarkistaa sauman sijainnin ra- 25 joitteet, lohko 24. Jos rajoitetta ei rikota, lohko 25, jatketaan edellä kuvatusti seu-* ·' raavan konerullan laskennalla. Jos rajoitteet rikotaan, järjestelmä ehdottaa kone- *;'' rullien ajojärjestyksen muuttamista tai hylytystä.

...* Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin sovellusesimerkkeihin ';· 30 viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.

Claims (9)

1. 7 116283
2. 1. Menetelmä paperi- tai kartonkirainarullan halkaisijan laskemisek-si/optimoimiseksi, jossa menetelmässä rainaa rullataan paperi- tai kartonkikoneis- 5 sa konerulliksi, joista pituusleikkurilla ajetaan asiakasrullia, joiden haluttu halkaisija ja leveys määritetään asiakkaan tarpeen mukaan, ja jossa menetelmässä käytetään jatkuvan trimmityksen ajotapaa, jossa konerullalle ajetaan haluttu määrä rainaa ja tarvittaessa pituusleikkurilla suoritetaan saumaus halkaisijaltaan halutun kokoisten asiakasrullien aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä mää-10 ritetään konerullan halkaisija perustuen asiakkaan tai vastaavan antamiin rajoituksiin sauman sijainnista asiakasrullassa ja optimoidaan syntyvän hylyn määrä konerullasta, että menetelmässä konerullan halkaisijaohjeen laskemiseksi /optimoimiseksi seuraavan konerullan halkaisijan optimointia varten saadaan tiedot tulevia asiakasrullia koskien tuotannon ohjausjäqestelmästä tai vastaavasta, ja 15 että laskettu/optimoitu konerullan halkaisijaohje asetetaan kiinnirullaimen ohjaus-järjestelmään.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmäs- sä laskettu/optimoitu konerullan halkaisija syötetään kiinnirullaimen ohjausjäqes- : 20 telmään manuaalisesti. • < ·
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmäs- : sä laskettu/optimoitu konerullan halkaisija välitetään automaattisesti kiinnirul- laimelle. 25 •‘ · * 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että *·; · * sauman sijainnin rajoitteet asetellaan paperilaji-, painotalo- ja/tai tilauskohtaisesti.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että *·· 30 menetelmässä optimoidaan konerullien liittämisestä toisiinsa aiheutuneet asiakas- j rulliin tulevien saumojen määrä ja sijainti ja niistä aiheutuva konehylky. 8 116283
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä otetaan huomioon paperi- tai kartonkikoneella sattuneiden ratakat-kojen seurauksena syntyneet vajaat konerullat ja niiden liittämiseen käytetyn 5 sauman sijainnin optimointi.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmällä muutetaan konerullien leikkausjäijestystä.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää sovelletaan yksittäisenä järjestelmänä pituusleikkurin ja konerullai-men yhteydessä.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 menetelmää sovelletaan osana paperi- tai kartonkikoneen tuotannon ohjausjärjestelmää. * · • · * l· I » Ϊ » 9 116283