IT201900007205A1 - Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo - Google Patents
Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo Download PDFInfo
- Publication number
- IT201900007205A1 IT201900007205A1 IT102019000007205A IT201900007205A IT201900007205A1 IT 201900007205 A1 IT201900007205 A1 IT 201900007205A1 IT 102019000007205 A IT102019000007205 A IT 102019000007205A IT 201900007205 A IT201900007205 A IT 201900007205A IT 201900007205 A1 IT201900007205 A1 IT 201900007205A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- packaging machine
- data flow
- discontinuity
- products
- acquired
- Prior art date
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 11
- 230000007787 long-term memory Effects 0.000 claims description 9
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 19
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 9
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 3
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 3
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 3
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 238000012865 aseptic processing Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000013403 standard screening design Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-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]
- G05B19/4184—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 fault tolerance, reliability of production system
-
- 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
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
- G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
- G05B23/0227—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
- G05B23/0235—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
-
- 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
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
- G05B23/0286—Modifications to the monitored process, e.g. stopping operation or adapting control
-
- 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
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/24—Pc safety
- G05B2219/24097—Camera monitors controlled machine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
Description
DESCRIZIONE
dell’invenzione industriale dal titolo:
"Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo"
La presente invenzione riguarda un metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice di prodotti di consumo ed una relativa unità di controllo.
In particolare, la presente invenzione è relativa ad un metodo di controllo di un funzionamento e alla relativa unità di controllo di una macchina confezionatrice automatica per prodotti di consumo quali, ad esempio, prodotti per preparati alimentari versabili liquidi, semi-liquidi, polverosi, semi-solidi, oppure articoli da fumo.
Una macchina confezionatrice automatica di prodotti di consumo comprende una pluralità di unità operative collegate tra di loro ed un apparato di controllo configurato per controllare tali unità operative.
Ad esempio, in una macchina confezionatrice automatica di prodotti per preparati versabili le unità operative possono essere almeno un’unità di svolgitura di un nastro multistrato da una bobina; un’unità di sterilizzazione del nastro svolto; un’unità di sigillatura longitudinale del nastro sterilizzato, che forma un tubo continuo; un’unità di riempimento grazie alla quale il prodotto alimentare è versato nel tubo continuo formato; un’unità di formatura e separazione configurata per sigillare il tubo riempito lungo saldature trasversali contrapposte rispetto all’asse longitudinale del tubo in modo da ottenere un prodotto e separare dal tubo il prodotto mediante un taglio trasversale; un’unità di piegatura, configurata per ricevere i prodotti e per ripiegare parti delle saldature trasversali contrapposte ed ottenere nel prodotto aletti triangolari ripiegate.
In una macchina confezionatrice automatica di articoli da fumo, ad esempio, le unità operative sono configurate per effettuare lavorazioni successive su articoli contenenti tabacco, a partire da un nastro di carta destinato ad essere avvolto su tabacco depositato sul nastro di carta stesso, oppure su cartucce monouso utilizzabili per sigarette elettroniche.
A titolo di esempio, una macchina confezionatrice automatica di articoli da fumo può essere: una macchina di produzione di filtri per sigarette; una macchina di produzione di sigarette, a partire dal tabacco depositato in un nastro cartaceo continuo, collegata alla macchina di produzione di filtri per ricevere da quest’ultima i filtri prodotti; una macchina di immagazzinamento, per immagazzinare le sigarette ricevute dalla macchina di produzione di sigarette; una macchina di produzione di pacchetti di sigarette, collegata alla macchina di immagazzinamento oppure alla macchina di produzione di sigarette, per ricevere le sigarette prodotte; una macchina cellofanatrice, collegata alla macchina di confezionamento di pacchetti di sigarette per avvolgerli in una pellicola plastica trasparente, detta anche cellophane; una macchina steccatrice, collegata alla macchina cellofanatrice per formare stecche di pacchetti di sigarette.
L’apparato di controllo esegue un programma di controllo di tali unità operative, per eseguire processi automatizzati volti alla produzione dei prodotti di consumo sopra descritti e/o alla gestione dei materiali di incarto, all’impostazione di nuovi formati produttivi, alla supervisione della produzione oppure alla manutenzione programmata delle unità operative stesse.
Per fare ciò, l’apparato di controllo esegue il programma di controllo leggendo i dati di ingresso forniti dai dispositivi di campo e dai sensori collegati a ciascuna unità operativa, analizzando lo stato della macchina confezionatrice risultante da tali dati di ingresso letti e generando dati di uscita, basati su questi dati di ingresso e su una logica del programma di controllo, per far funzionare le unità operative della macchina confezionatrice.
Negli impianti produttivi comprendenti macchine confezionatrici sono stati negli anni introdotti sistemi di automazione industriale via via più complessi per ridurre al minimo indispensabile gli interventi di manutenzione, i tempi di fermo macchina, ed il numero di prodotti scartati in ciascuna macchina confezionatrice presente nell’impianto produttivo, in modo tale da migliorare l’efficienza di produzione delle macchine confezionatrici tra di loro collegate. Ad esempio in una macchina confezionatrice di prodotti per preparati versabili, la perdita di asetticità dei prodotti riduce notevolmente l’efficienza produttiva sia per il numero elevato di prodotti scartati ma, soprattutto, per l’elevata durata del tempo di fermo macchina necessario per eseguire un ciclo di ripristino della asetticità e rendere di nuovo operativa la macchina confezionatrice.
A tale scopo, spesso, oltre all’apparato di controllo, sono presenti anche dispositivi di analisi della qualità del prodotto che eseguono, in locale, parti dell’intero processo industriale o procedure di test fuori linea e numerosi componenti di automazione che, leggendo i dati provenienti dai dispositivi di analisi e dai dati di ingresso dell’unità di controllo, modificano, durante un funzionamento della macchina confezionatrice, alcuni parametri di conduzione di una oppure di più unità operative, allo scopo di modificare le funzionalità della macchina confezionatrice e cercare di ridurre al mimino possibili malfunzionamenti aumentando di conseguenza l’efficienza produttiva della macchina confezionatrice stessa.
Nonostante i diversi dispositivi di analisi della qualità del prodotto oppure i diversi componenti di automazione sopra descritti, potrebbe non essere possibile individuare criticità dell’impianto produttivo che presentino un rischio di fermo macchina, oppure di mancanza di materiale di incarto, oppure di elevata difettosità dei prodotti, oppure di altri fattori di rischio, se non si conoscono a priori tali criticità e non sono già stati individuati i parametri di conduzione da modificare per ridurre od eliminare le criticità stesse.
In aggiunta, pur leggendo i dati provenienti dai dispositivi di analisi e dai dati di ingresso dell’unità di controllo si ha spesso una visione parziale delle criticità e dei fattori di rischio dato il gran numero di interdipendenze e correlazioni tra i dati di ingresso di ciascuna macchina confezionatrice e la possibilità che siano presenti interdipendenze nascoste, difficilmente evidenti anche ad un operatore e ad un progettista esperto.
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice di prodotti di consumo ed una relativa unità di controllo che sia priva degli inconvenienti sopra descritti e, nel contempo, sia di facile ed economica realizzazione.
In accordo con la presente invenzione viene fornito un metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice di prodotti di consumo ed una relativa unità di controllo secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni indipendenti qui allegate.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura l è una vista schematica di una macchina confezionatrice di prodotti di consumo comprendente una pluralità di unità operative di trattamento dei prodotti in lavorazione e dei materiali con i quali i prodotti sono realizzati, un apparato di controllo delle unità operative della macchina confezionatrice ed una unità di controllo di un funzionamento della macchina confezionatrice in accordo con la presente invenzione.
Nella figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una macchina confezionatrice automatica di prodotti P di consumo, ad esempio una macchina confezionatrice 1 di prodotti P per preparati versabili come liquidi, oppure semi-liquidi, polverosi, granulosi oppure semisolidi.
La macchina confezionatrice 1 comprende una pluralità di unità operative configurate per una lavorazione dei prodotti P e del materiale M con i quali tali prodotti P sono realizzati. A titolo di esempio, la macchina confezionatrice 1 comprende una parte di ingresso 2 comprendente una pluralità di unità operative, realizzate come convogliatori a tamburo 201 e poste in successione, configurate per avanzare e trattare un nastro di materiale M, con il quale i prodotti P sono realizzati. Il nastro di materiale M è, ad esempio, alimentato da una bobina (non illustrata).
Nonostante nella figura 1 il materiale M con il quale i prodotti sono realizzati è stato rappresentato come un nastro, ad esempio di un materiale cartaceo, si precisa tuttavia che il materiale con il quale i prodotti sono realizzati può essere, ad esempio, uno sbozzato in cartoncino destinato ad essere ripiegato. La macchina confezionatrice 1 comprende inoltre, a titolo di esempio, una parte di uscita 3 configurata per erogare i prodotti P confezionati, la quale comprende una rispettiva unità operativa di uscita, ad esempio realizzata come un convogliatore lineare 301 configurato per avanzare i prodotti P, il quale comprende un ramo di trasporto 302 planare sul quale i prodotti P sono posti in appoggio e sono trasportati verso una uscita di erogazione (non illustrata). Tra la parte di ingresso 2 di alimentazione del materiale M con il quale i prodotti P sono realizzati e la parte di uscita 3 di erogazione dei prodotti P confezionati, la macchina confezionatrice 1 comprende una parte di confezionamento dei prodotti P a partire dal materiale M, non illustrata.
La macchina confezionatrice 1 comprende un apparato di controllo 4 configurato per controllare la macchina confezionatrice 1, in particolare le unità operative 201, 301 della macchina confezionatrice 1 sopra indicate. L’apparato di controllo 4 è ad esempio, un PLC, il quale esegue un programma software installato nell’apparato di controllo 4 stesso. Tale programma software è configurato per leggere, ciclicamente, i dati di ingresso forniti da dispositivi di campo e dai sensori collegati a ciascuna unità operativa 201, 301, analizzare lo stato della macchina confezionatrice 1 risultante da tali dati di ingresso letti e generare dati di uscita, basati su questi dati di ingresso, per far funzionare le unità operative 201, 301 della macchina confezionatrice in base al programma di controllo.
La macchina confezionatrice 1 comprende, inoltre, una unità di controllo 5 di un funzionamento della macchina confezionatrice che comprende un dispositivo di acquisizione 501, configurato per acquisire un flusso di dati, in particolare in forma di streaming video, oppure audio video, e cioè di streaming multimediale, relativo ai prodotti P in lavorazione nella macchina confezionatrice 1 e/o ai materiali M con i quali i prodotti P sono realizzati. Il dispositivo di acquisizione 501 è, preferibilmente, un dispositivo di acquisizione di immagini, ed opzionalmente di suoni, ad alta velocità e ad alta risoluzione ed il flusso video, oppure audio video, acquisito comprende un insieme di immagini, ed opzionalmente anche di suoni, acquisiti in successione.
Nel seguito, per semplicità ma senza restrizione di generalità, si intenderà che il dispositivo di acquisizione di immagini sia in grado di acquisire sia un flusso dati di streaming video, oppure audio video e cioè multimediale.
Il dispositivo di acquisizione di immagini può comprendere un corpo su cui è disposto un sensore elettronico, ad esempio un array o disposizione di elementi fotosensibili a matrice lineare o bidimensionale del tipo CCD o CMOS, e speciali dispositivi ottici di ricezione fissati al corpo, ad esempio, un obiettivo attraverso il quale il sensore può ricevere la luce diffusa da acquisire. Si noti che un'immagine con una risoluzione di [nxm] pixel può essere acquisita mediante un singolo scatto utilizzando un sensore bidimensionale a matrice bidimensionale di elementi fotosensibili [nxm] oppure mediante n scatti consecutivi utilizzando un sensore lineare di m elementi fotosensibili.
Preferibilmente, il dispositivo di acquisizione 501 è configurato per acquisire immagini in un intervallo di lunghezze d’onda da 100 nm fino a 15 µm.
Nel dettaglio, il dispositivo di acquisizione 501 è configurato per acquisire immagini nell’ultravioletto UV (100 – 400 nm), e/o nel visibile (380 – 750 nm), e/o nel NIR - Near Infrared (750 nm – 1.4 µm), e/o nel SWIR - Shortwavelength infrared (1.4 µm – 3 µm) e/o nel MWIR - Medium Wavelength Infrared (3 – 8 µm), e/o nel LWIR - Long Wavelength Infrared (8 -15 µm) inclusa la termografia ad immagini.
Il dispositivo di acquisizione 501 può, opzionalmente, essere configurato per l’acquisizione di iperspettri compresi in un intervallo spettrale compreso tra 400 nm e 4000 nm, preferibilmente tra 950 nm e 1700 nm, ancor più preferibilmente compreso tra 1250 nm e 1600 nm.
L’unità di controllo 5 comprende, in aggiunta: un dispositivo di elaborazione 502, il quale è configurato per confrontare il flusso di dati acquisito con un flusso di dati di riferimento relativo ad un corretto funzionamento della macchina confezionatrice 1, allo scopo di rilevare una eventuale discontinuità nel flusso di dati acquisito.
Con il termine discontinuità si intende una variazione anomala o una irregolarità inaspettata rispetto al flusso dati di riferimento. Ad esempio, l’irregolarità inaspettata può essere relativa ad un segnale multimediale di riferimento, che può essere uniforme o ciclicamente ripetitivo (video, oppure audio video).
L’unità di controllo 5 comprende, in aggiunta, una memoria a lungo termine 503. Infatti, il dispositivo di elaborazione 502 è configurato per intraprendere azioni correttive basate sulla discontinuità rilevata e/o salvare nella memoria a lungo termine 503 il flusso di dati acquisito dopo il rilevamento della discontinuità per una valutazione successiva, come nel seguito vedremo in dettaglio.
L’unità di controllo comprende inoltre una memoria temporanea 504, ad esempio una memoria RAM, configurata per salvare il flusso di dati acquisito dal dispositivo di acquisizione 501.
Grazie alla rilevazione di una discontinuità in un flusso dati acquisito, ad esempio in uno streaming video, oppure audio video, rispetto ad un flusso dati di riferimento, viene ad essere definito un punto di vista di acquisizione che non è più dipendente dai dati di ingresso forniti da dispositivi di campo e dai sensori collegati alle unità operative 201, 301, ma è elaborato sulla base di un punto di vista di acquisizione esterno, come se fosse presente un operatore di macchina esperto, in costante osservazione della macchina confezionatrice stessa.
Il dispositivo di acquisizione 501 può essere disposto affacciato ad una porzione di macchina confezionatrice 1 comprendente una pluralità di unità operative 201, 301, ad esempio ad una specifica unità operativa 201 oppure 301, in modo da inquadrare un campo di vista presentante un “contesto” conosciuto a priori. Si intende con il termine “contesto” il fatto che, data una porzione della macchina confezionatrice 1 inquadrata, le scene acquisite ed il contenuto dei video acquisiti sono già noti a priori e non cambiano nel tempo. In questo modo, il dispositivo di elaborazione 502 può rilevare la discontinuità nel flusso di dati acquisito, ad esempio nello streaming video oppure audio video acquisito, senza aggiungere filtri riguardanti la rilevanza del flusso dati acquisito stesso. Essendo il “contesto” conosciuto a priori, l’intero flusso di dati è interamente analizzabile e l’elaborazione è quindi semplificata.
Vantaggiosamente, il dispositivo di acquisizione 501 può essere disposto affacciato frontalmente alla porzione di macchina confezionatrice 1 in uno stesso punto di osservazione nel quale un operatore di macchina si potrebbe trovare per visionare o sorvegliare il funzionamento della macchina confezionatrice 1.
Diversamente, il dispositivo di acquisizione 501 può essere disposto affacciato alla porzione di macchina confezionatrice 1, e cioè alla unità operativa 201 oppure 301, ma lateralmente e non frontalmente, se risulta conveniente acquisire il flusso di dati da un punto di osservazione diverso rispetto ad uno stesso punto di osservazione di un operatore.
La macchina confezionatrice 1 può anche comprendere più dispositivi di acquisizione 501, affacciati a rispettive porzioni di macchina confezionatrice in rispettivi punti di osservazione. Resta inteso che più dispositivi di acquisizione 501 possono essere collegati ad uno stesso dispositivo di elaborazione 502 oppure ciascun dispositivo di acquisizione 501 può avere a sè associato un rispettivo dispositivo di elaborazione 502.
Si noti che l’unità di controllo 5 è collegabile all’apparato di controllo 4 della macchina confezionatrice 1 per ricevere e/o fornire dati e/o comandi alla macchina confezionatrice 1 stessa.
Come abbiamo detto in precedenza, il dispositivo di acquisizione 501 è un dispositivo di acquisizione di immagini, oppure un dispositivo di acquisizione multimediale. Il dispositivo di acquisizione 501 può, infatti, acquisire il flusso di dati acquisendo immagini, ed opzionalmente suoni, in sequenza continua oppure, alternativamente, dal momento che è collegabile all’apparato di controllo 4 della macchina confezionatrice 1, può selezionare una pluralità di immagini, ed opzionalmente suoni, tra quelle della sequenza continua.
Ad esempio, il dispositivo di acquisizione 501 può acquisire immagini, ed opzionalmente suoni:
- in sincrono con la macchina confezionatrice 1, e cioè in corrispondenza di eventi significativi della macchina confezionatrice 1 (ad esempio, in corrispondenza di uno o più gradi encoder macchina specifici ad ogni ciclo macchina, cioè “in fase” con il funzionamento ciclico della macchina);
- in asincrono rispetto alla macchina confezionatrice, e cioè, ad esempio, in corrispondenza di un comando periodico di acquisizione.
Se il comando periodico di acquisizione ha una frequenza di acquisizione bassa, viene effettuata una acquisizione video, oppure audio video, stroboscopica, se è a frequenza di acquisizione elevata viene effettuata una acquisizione con effetto rallentatore (ad esempio con un elevato numero di fps “frame per second” - 100 fps anziché i 25 fps come usualmente accade).
Se il comando periodico di acquisizione ha una frequenza di acquisizione che è la massima possibile, allora si parla di streaming continuo (caso particolare di una acquisizione in asincrono con frequenza massima di acquisizione). Il flusso di dati acquisito può essere, pertanto, realizzato mediante immagini, ed opzionalmente suoni, temporalmente acquisiti periodicamente in successione oppure mediante immagini, ed opzionalmente suoni, acquisiti in occasione di eventi significativi della macchina confezionatrice 1.
L’unità di controllo 5, quando collegata all’apparato di controllo 4, può modificare un funzionamento della macchina confezionatrice 1 stessa a fronte della discontinuità rilevata, ad esempio per modificare parametri operativi della macchina confezionatrice 1 associati alle unità operative 201, 301.
Tuttavia, alternativamente, l’unità di controllo 5 può attivare una schermata dedicata di una interfaccia operatore (HMI – in inglese Human Machine Interface) dell’apparato di controllo 4 della macchina confezionatrice 1 per mostrare, ad esempio ad un operatore di macchina, lo streaming video, oppure audio video, memorizzato nella memoria a lungo termine 503 successivamente alla discontinuità ed evidenziante la discontinuità rilevata, senza apportare alcuna modifica ai parametri operativi della macchina confezionatrice 1 stessa.
Il questo caso, la valutazione successiva prima indicata, può essere eseguita da un operatore esperto che ha modo di analizzare off-line, il flusso video, oppure audio video, riportante la discontinuità rilevata.
Analogamente, le azioni correttive che il dispositivo di elaborazione 502 può intraprendere, basate sulla discontinuità rilevata, possono essere relative alla una logica di rilevazione stessa. Il dispositivo di elaborazione 502 può, infatti, essere configurato per correggere una logica di rilevazione della discontinuità, ad esempio correggendo il modello matematico per la detta rilevazione della discontinuità.
La correzione può avere luogo adattando il modello matematico utilizzato e/o scegliendo un diverso modello matematico, ad esempio selezionato tra una libreria di modelli matematici a disposizione, sulla base delle metriche rilevate.
Ai fini della rilevazione della discontinuità, il dispositivo di elaborazione 502 comprende un componente software configurato per analizzare il flusso dati acquisito il quale è installato nel dispositivo di elaborazione 502 stesso. I tempi di elaborazione del flusso dati devono essere necessariamente limitati volendo modificare il funzionamento della macchina confezionatrice 1 e/o correggere la logica della rilevazione della discontinunità stessa nel minor tempo possibile in modo da aumentare l’efficienza produttiva della macchina confezionatrice 1.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il dispositivo di acquisizione del flusso dati 501 è separato rispetto al dispositivo di elaborazione 502 al fine di aumentare l’efficienza di elaborazione.
A tale scopo, il dispositivo di elaborazione 502 può comprendere un primo componente (non illustrato) il quale è dedicato ad implementare una prima analisi del flusso dati, in particolare ad una prima analisi dello streaming video, oppure audio video, analogico o digitale, memorizzato nella memoria temporanea 504, per rilevare una metrica del flusso dati, ed un secondo componente (non illustrato) il quale è dedicato ad implementare il modello matematico per la rilevazione della discontinuità ed analizza la metrica rilevata dal primo componente. Mediante l’adozione del primo componente e del secondo componente, l’analisi del flusso dati, in particolare dello streaming video, oppure audio video, può essere resa più efficiente e garantire prestazioni elevate.
Tuttavia, in una diversa forma realizzativa, il dispositivo di acquisizione 501 ed il dispositivo di elaborazione 502 possono essere tra di loro integrati.
Come raffigurato nella figura 1, il dispositivo di acquisizione 501, il dispositivo di elaborazione 502, la memoria a lungo termine 503 e la memoria temporanea 504 dell’unità di controllo 5 sono tra di loro in collegamento e sono anche in collegamento con l’apparato di controllo 4 mediante una rete di comunicazione 6, ad esempio Internet o LAN (Local Area Network) di stabilimento.
Si precisa infatti che, in questa domanda, i termini quali “unità”, “apparato”, “dispositivo”, “componente”, fanno riferimento ad una o più entità collegate a, o che fanno parte di, un apparato informatico con una o più funzionalità specifiche, in cui tali entità possono essere hardware, una combinazione di hardware e software, oppure esclusivamente software. Ad esempio, un componente può essere, senza limitazione, un processo in esecuzione su un processore, un processore, un'unità disco rigido, più unità di archiviazione (di supporto di memorizzazione ottico o magnetico) tra cui una unità di archiviazione a stato solido; un dato informatico; un programma software eseguibile da computer e/o un computer e/o una unità di calcolo hardware come un componente hardware programmabile o un applicativo su cloud internet.
A titolo illustrativo, sia un'applicazione in esecuzione su un server informatico che il server informatico stesso può essere considerato un componente. Uno o più componenti possono risiedere all'interno di un processo di esecuzione e un componente può essere localizzato su un computer e/o distribuito tra due o più computer. Inoltre, i componenti come qui descritti possono essere eseguiti da vari supporti di memorizzazione leggibili da computer aventi varie strutture di dati memorizzate su di essi. Ad esempio, la memoria a lungo termine 503, usualmente realizzata mediante un insieme di dischi fissi, anche SSD, potrebbe essere memorizzata in un cloud Internet e non risiedere fisicamente nello stesso componente informatico nel quale il dispositivo di elaborazione 502 risiede.
Analogamente, il primo componente ed il secondo componente del dispositivo di elaborazione 502 possono risiedere su hardware diversi progettati appositamente per ottenere una elaborazione distribuita al fine di una analisi efficiente dello streaming video, oppure audio video, oppure in uno stesso hardware, ma in processi tra di loro distinti.
A titolo di esempio si consideri una macchina confezionatrice di prodotti alimentari P per preparati versabili che nel suo schema generale è stata descritta in precedenza e non verrà qui nuovamente descritta. Nel caso in cui il prodotto P sia un prodotto alimentare, abbiamo detto che la macchina confezionatrice comprende l’unità di trattamento asettico per garantire che il prodotto alimentare P sia confezionato asetticamente in atmosfera protetta. La discontinuità di interesse, per una macchina di tale tipo, non è legata ad un possibile ingolfo dei materiali con conseguente stop della macchina confezionatrice stessa, come potrebbe avvenire in una macchina confezionatrice di articoli di fumo, ma è legata ad eventi che potrebbero provocare una perdita di asetticità nel confezionamento dei prodotti alimentari P di consumo, ad esempio una scarsa qualità della sigillatura longitudinale e/o delle saldature trasversali.
Mediante l’elaborazione da parte del primo componente e del secondo componente del dispositivo di elaborazione 502 può essere rilevata una discontinuità nel flusso video della unità di trattamento asettico, e/o della unità di sigillatura longitudinale, e/o dell’unità di formatura e separazione e quindi evitare un successivo scarto dei prodotti confezionati in atmosfera non più protetta, con aumento rilevante della efficienza di produzione.
In uso, viene proposto un metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice 1 di prodotti di consumo P comprendente le fasi di: - acquisire un flusso di dati, in particolare in forma di streaming video, oppure audio video, relativo ai prodotti P in lavorazione nella macchina confezionatrice 1 e/o ai materiali M con i quali tali prodotti sono realizzati; - confrontare il flusso di dati acquisito con un flusso di dati di riferimento, il quale è relativo ad un corretto funzionamento della macchina confezionatrice 1, per rilevare una eventuale discontinuità nel flusso di dati acquisito;
- intraprendere azioni correttive basate sulla discontinuità rilevata e/o salvare in una memoria a lungo termine 503 il flusso di dati acquisito dopo il rilevamento della discontinuità per una valutazione successiva.
Viene prevista anche l’ulteriore fase di salvare in una memoria temporanea 504, ad esempio una memoria RAM, il flusso di dati acquisito.
Per quanto riguarda l’impostazione del flusso dati di riferimento, il metodo di controllo comprende l’ulteriore fase di definire il flusso di dati di riferimento mediante un flusso di dati precedentemente salvato nella memoria temporanea 504 e/o di ricevere una istruzione di inizio impostazione riferimento da parte di un operatore e definire il flusso di dati di riferimento mediante il flusso di dati acquisito successivamente a tale istruzione di inizio impostazione.
Ad esempio, il flusso dati di riferimento può essere quello che, in un intervallo di tempo predefinito di funzionamento della macchina confezionatrice 1, corrisponde ad una efficienza di produzione massima della macchina confezionatrice 1. Se la macchina confezionatrice 1 viene tenuta in osservazione per un periodo di tempo maggiore, ad esempio, dell’intervallo predefinito, tra tutti i flussi dati acquisiti può essere selezionato come flusso dati di riferimento il flusso dati acquisito che corrisponde alle prestazioni migliori della macchina confezionatrice 1 stessa.
Nel dettaglio, la fase di intraprendere azioni correttive può comprendere la fase di modificare il funzionamento della macchina confezionatrice, ad esempio modificando parametri operativi della macchina confezionatrice, oppure attivare una correzione di un modello matematico per la rilevazione della discontinuità.
La correzione può avere luogo adattando il modello matematico utilizzato e/o scegliendo un diverso modello matematico, ad esempio selezionato tra una libreria di modelli matematici a disposizione, sulla base delle metriche rilevate.
Viene infatti prevista la fase di collegare con una rete 6, ad esempio Internet, un apparato di controllo 4, delle unità operative 201, 301 della macchina confezionatrice 1 ed una unità di controllo 5 di un funzionamento della macchina confezionatrice 1 e di predisporre un software di comunicazione nell’apparato di controllo 4 e nell’unità di controllo 5 per fare in modo che l’apparato di controllo 4 riceva eventuali avvisi di discontinuità del flusso di dati streaming video, oppure audio video, dall’unità di controllo 5 e l’unità di controllo 5 riceva avvisi di eventi indicativi del funzionamento della macchina confezionatrice 1 dall’apparato di controllo 4.
La fase di acquisire un flusso di dati comprende acquisire immagini in asincrono rispetto alla macchina confezionatrice 1, in corrispondenza di un comando periodico di acquisizione, oppure selezionare una pluralità di immagini in sincrono con un funzionamento della macchina confezionatrice 1, e cioè in sincrono o in fase con eventi indicativi di tale funzionamento. Il metodo di controllo comprende inoltre, vantaggiosamente, l’ulteriore fase di identificare almeno una porzione di macchina confezionatrice 1 comprendente una pluralità di unità operative di confezionamento dei prodotti P e/o di trattamento dei materiali M, e disporre un dispositivo di acquisizione, 501 configurato per acquisire il flusso di dati streaming video, oppure audio video, affacciato alla porzione di macchina confezionatrice 1 identificata, ad esempio ad una delle unità operative 201, 301, per associare la discontinuità rilevata alla detta porzione.
In particolare il flusso di dati streaming può essere solo video o multimediale audio e video.
Il metodo di controllo può comprendere, in altre parole, la fase di disporre il dispositivo di acquisizione 501 nello stesso punto di osservazione nel quale un operatore di macchina esperto si potrebbe trovare per visionare il funzionamento della macchina confezionatrice 1 in corrispondenza della porzione di macchina identificata.
Il metodo di controllo della presente invenzione si configura come un monitoraggio o sorveglianza intelligente di un funzionamento complesso come può essere quello di una moderna macchina confezionatrice ad alta velocità di produzione.
Grazie al metodo di controllo della presente invenzione, può essere controllato facilmente il funzionamento di una macchina confezionatrice in modo non tradizionale, considerando un punto di vista esterno alla macchina confezionatrice mediante l’acquisizione di un flusso video, oppure audio video, nel quale rilevare discontinuità o irregolarità anomale.
Si noti come, vantaggiosamente, viene previsto che la discontinuità rilevata possa dare origine ad azioni correttive sulla macchina confezionatrice stessa ma non solo, dal momento che il flusso dati può anche essere vantaggiosamente salvato per un controllo a posteriori da parte di un operatore esperto.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice (1) di prodotti (P) di consumo comprendente le fasi di: - acquisire un flusso di dati, in particolare in forma di streaming video, oppure audio video, relativo ai prodotti (P) in lavorazione nella macchina e/o ai materiali (M) con i quali tali prodotti (P) sono realizzati; - confrontare il flusso di dati acquisito con un flusso di dati di riferimento, il quale è relativo ad un corretto funzionamento della macchina confezionatrice (1), per rilevare una eventuale discontinuità nel flusso di dati acquisito; - intraprendere azioni correttive basate sulla discontinuità rilevata e/o salvare in una memoria a lungo termine (503) il flusso di dati acquisito dopo il rilevamento della discontinuità per una valutazione successiva.
- 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui è prevista l’ulteriore fase di salvare in una memoria temporanea (504), ad esempio una memoria RAM, il flusso di dati acquisito.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui è prevista una ulteriore fase di impostazione del flusso di dati di riferimento che comprende la fase di: definire il flusso di dati di riferimento mediante un flusso di dati precedentemente salvato nella memoria temporanea (504) e/o ricevere una istruzione di inizio impostazione e definire il flusso di dati di riferimento mediante il flusso di dati acquisito successivamente alla istruzione di inizio impostazione.
- 4. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta valutazione successiva comprende modificare il funzionamento della macchina confezionatrice (1), ad esempio modificando parametri operativi della macchina confezionatrice (1), e/o attivare una correzione della rilevazione della discontinuità, ad esempio correggendo un modello matematico per la detta rilevazione della discontinuità.
- 5. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fase di acquisire un flusso di dati comprende acquisire immagini in asincrono rispetto alla macchina confezionatrice (1), in corrispondenza di un comando periodico di acquisizione, oppure selezionare una pluralità di immagini in sincrono con un funzionamento della macchina confezionatrice (1), e cioè in sincrono con eventi indicativi di tale funzionamento.
- 6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui è prevista l’ulteriore fase di identificare almeno una porzione di macchina confezionatrice (1) comprendente una pluralità di unità operative (201; 301) di confezionamento dei prodotti (P) e/o di trattamento dei materiali (M), e disporre un dispositivo di acquisizione (501), configurato per acquisire detto flusso di dati streaming video, oppure audio video, affacciato a detta porzione per associare la discontinuità rilevata a detta porzione.
- 7. Unità di controllo (5) di un funzionamento una macchina confezionatrice (1) di prodotti (P) di consumo comprendente: - un dispositivo di acquisizione (501), configurato per acquisire un flusso di dati, in particolare in forma di streaming video, oppure audio video, relativo ai prodotti (P) in lavorazione nella macchina confezionatrice (1) e/o ai materiali (M) con i quali tali prodotti (P) sono realizzati; - un dispositivo di elaborazione (502) configurato per confrontare il flusso di dati acquisito dal dispositivo di acquisizione (501) con un flusso di dati di riferimento, il quale è relativo ad un corretto funzionamento della macchina confezionatrice (1), per rilevare una eventuale discontinuità nel flusso di dati acquisito; - una memoria a lungo termine (503); in cui - il dispositivo di elaborazione (502) è configurato, in aggiunta, per intraprendere azioni correttive basate sulla discontinuità rilevata e/o salvare nella memoria a lungo termine (503) il flusso di dati acquisito dopo il rilevamento della discontinuità per una valutazione successiva.
- 8. Unità di controllo secondo la rivendicazione 7, in cui la macchina confezionatrice (1) comprende un apparato di controllo (4), l’unità di controllo (5) essendo collegabile all’apparato di controllo per modificare il funzionamento della macchina confezionatrice (1), ad esempio modificando parametri operativi della macchina confezionatrice (1) stessa.
- 9. Unità di controllo secondo la rivendicazione 7, oppure 8, in cui il dispositivo di elaborazione (502) è configurato per correggere una logica di rilevazione della discontinuità, ad esempio correggendo un modello matematico per la detta rilevazione della discontinuità.
- 10. Unità di controllo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti da 7 a 9, in cui il dispositivo di acquisizione è compreso tra: telecamere ad alta velocità e/o ad alta risoluzione, configurate per acquisire immagini in un intervallo di lunghezze d’onda da 100 nm fino a 15 µm.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000007205A IT201900007205A1 (it) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo |
| PCT/IB2020/054889 WO2020240379A1 (en) | 2019-05-24 | 2020-05-22 | Method for controlling operation of a packaging machine and related control unit |
| EP20742875.6A EP3977222A1 (en) | 2019-05-24 | 2020-05-22 | Method for controlling operation of a packaging machine and related control unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000007205A IT201900007205A1 (it) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201900007205A1 true IT201900007205A1 (it) | 2020-11-24 |
Family
ID=67998587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102019000007205A IT201900007205A1 (it) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3977222A1 (it) |
| IT (1) | IT201900007205A1 (it) |
| WO (1) | WO2020240379A1 (it) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160284073A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-29 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Systems and methods for assessing a facility based on audio/visual delta analysis |
| US20180297731A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Omron Corporation | Industrial control apparatus, control method, program, packaging machine, and packaging machine control apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013207139A1 (de) * | 2013-04-19 | 2014-10-23 | Krones Ag | Verfahren zur Überwachung und Steuerung einer Abfüllanlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
-
2019
- 2019-05-24 IT IT102019000007205A patent/IT201900007205A1/it unknown
-
2020
- 2020-05-22 WO PCT/IB2020/054889 patent/WO2020240379A1/en unknown
- 2020-05-22 EP EP20742875.6A patent/EP3977222A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160284073A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-29 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Systems and methods for assessing a facility based on audio/visual delta analysis |
| US20180297731A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Omron Corporation | Industrial control apparatus, control method, program, packaging machine, and packaging machine control apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020240379A1 (en) | 2020-12-03 |
| EP3977222A1 (en) | 2022-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108733010B (zh) | 工业用控制装置、控制方法、记录介质、包装机以及包装机用控制装置 | |
| IT201900007201A1 (it) | Macchina confezionatrice di prodotti per preparati alimentari versabili | |
| JP7239588B2 (ja) | 包装容器における欠陥検出の方法 | |
| US4599699A (en) | Cigarette manufacturing machines | |
| JP5936870B2 (ja) | 物品検査システム | |
| IT201900007205A1 (it) | Metodo di controllo di un funzionamento di una macchina confezionatrice e relativa unità di controllo | |
| JP2020046270A (ja) | 包装及び検査システム | |
| JP6084034B2 (ja) | 製袋充填包装機 | |
| US20230266742A1 (en) | Display system, display method, and computer-readable storage medium storing a display program | |
| IT201600076443A1 (it) | Macchina per la produzione di sacchetti-filtro con prodotti da infusione e con busta di sovraincarto. | |
| US11989011B2 (en) | Display system, display method, and non-transitory computer-readable recording medium recording display program for checking cause of abnormality | |
| JP2023503515A (ja) | 製品搬送装置及び方法 | |
| CN107444712A (zh) | 一种包装机小盒铝箔纸余量检测装置及方法 | |
| CN109719051A (zh) | 一种自动检测产品状态的产线设备 | |
| CN104176331A (zh) | 一种条烟输送设备自动换牌系统和检测方法 | |
| CN112513761B (zh) | 显示系统、显示方法及显示程序的记录介质 | |
| IT202000014944A1 (it) | Procedimento per la manutenzione predittiva di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di articoli di consumo | |
| CN207374815U (zh) | 一种包装机小盒铝箔纸余量检测装置 | |
| EP4028842A1 (en) | A procedure to solve an unknown fault of at least part of an automatic machine for manufacturing or packing consumer products | |
| IT201900007581A1 (it) | Procedimento per il ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo | |
| EP3761132B1 (en) | A method for improving the efficiency of an automatic packaging machine | |
| WO2023282752A1 (en) | Infeed and outfeed apparatus for a drugs pouch processing system and a drugs pouch processing system comprising such infeed or outfeed apparatus | |
| US20240067376A1 (en) | Enhancing package formation in a food packaging system based on reinforcement learning | |
| CN114291327A (zh) | 一种高速包装机模盒内烟支检测系统 | |
| ITBO20120071A1 (it) | Macchina confezionatrice di articoli assorbenti igienici. |