IT201900007581A1

IT201900007581A1 - Procedimento per il ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo

Info

Publication number: IT201900007581A1
Application number: IT102019000007581A
Authority: IT
Inventors: Daniela Albertini; Gianluca Bertuzzi; Luca Federici
Original assignee: Gd Spa
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-11-30
Also published as: KR20220016458A; WO2020240503A1; US20220221848A1; EP3977221A1

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento per il ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo."

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione è relativa ad un procedimento per il ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nel ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica confezionatrice per pacchetti, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.

ARTE ANTERIORE

Una macchina automatica confezionatrice comprende solitamente una pluralità di attuatori che agiscono su dei prodotti di consumo (ad esempio pacchetti di sigarette, generi alimentari, articoli assorbenti igienici, ecc.) per modificarne la conformazione, la struttura o la posizione. Generalmente, gli attuatori sono motori elettrici o cilindri pneumatici e sono collegati in modo solidale a parti meccaniche di diverse forme e dimensioni atte a lavorare i prodotti di consumo.

A causa del continuo aumento dei volumi produttivi, tali macchine automatiche sono soggette ad una crescente complessità, sia per quanto riguarda le parti meccaniche, le quali devono occupare sempre meno spazio e svolgere operazioni sempre più complesse, sia per quanto riguarda l’aumentare dei componenti attivi della macchina automatica, come motori e/o sensori. Questa crescente complessità rende sempre più difficile identificare e risolvere i vari malfunzionamenti che possono presentarsi a causa di sporco, usura, rottura delle parti meccaniche, errata taratura o montaggio non accurato di un componente, ecc.

Questo problema è aggravato nel caso di parecchie macchine collegate in linea. La presenza di manuali e cataloghi relativi alla risoluzione dei malfunzionamenti, così come di sistemi diagnostici sempre più sensorizzati e precisi, non riescono comunque a suggerire con precisione ad un operatore una soluzione risolutiva per la risoluzione di tutti i possibili malfunzionamenti, che consenta di ripristinare lo stato funzionale nel più breve tempo possibile. Pertanto, l’identificazione e la risoluzione di un malfunzionamento, comportano perdite di tempo produttivo considerevoli.

Inoltre, nella maggior parte dei casi, una volta risolto un malfunzionamento, la soluzione non viene registrata, condivisa o non viene associata alla condizione di funzionamento della macchina automatica e, pertanto, se una macchina presenta un malfunzionamento simile ad uno già risolto su un’altra macchina nello stesso o in un altro stabilimento, la soluzione deve essere ricercata indipendentemente in entrambi i casi, senza poter sfruttare per un caso il lavoro già effettuato per l’altro. DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è fornire un procedimento per il ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di semplice ed economica realizzazione. In accordo con la presente invenzione viene fornito un procedimento per il ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo, secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni allegate. Viene fornita anche una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo atta a realizzare il suddetto procedimento.

Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

– la figura 1 è una vista prospettica e schematica di una macchina confezionatrice automatica per la produzione di pacchetti;

– la figura 2 illustra schematicamente la struttura e la connessione tra una prima ed una seconda base di conoscenza, connesse a loro volta ad un sistema di elaborazione dati e ad una interfaccia;

– la figura 3 illustra un possibile diagramma di flusso relativo ai passaggi generali del procedimento e come possono essere tra loro collegati; e

– le figure 4, 5 e 6 illustrano possibili schermate dell’interfaccia della figura 2 tramite la quale un operatore interagisce con il sistema di elaborazione dati.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

Nella figura 1 è illustrata una macchina 1 automatica per la produzione di prodotti di consumo, in particolare una macchina 1 automatica confezionatrice per l’applicazione di un sovraincarto trasparente a pacchetti di sigarette. Secondo un primo aspetto della presente invenzione, viene fornito un procedimento per il ripristino dello stato funzionale di almeno una parte della macchina 1 automatica. Con la dicitura “stato funzionale” si intende una condizione operativa della macchina 1 automatica, ovvero una condizione in cui la macchina 1 automatica è accesa e priva di errori (malfunzionamenti, guasti) che ne ostacolino la produzione. La macchina 1 automatica comprende una pluralità di organi operatori mobili atti ad effettuare delle lavorazioni sui prodotti di consumo (pacchetti 2 di sigarette nella forma di attuazione illustrata nella figura 1). In particolare, la macchina 1 automatica comprende una parte 3 (illustrata maggiormente in dettaglio nella figura 4) provvista di un insieme di attuatori.

Secondo alcune preferite ma non limitative forme di attuazione come quelle illustrate nelle figure allegate, gli attuatori comprendono dei motori elettrici (in particolare di tipo brushless). Secondo altre forme di attuazione non limitative, gli attuatori comprendono anche tipi di azionamenti diversi dai motori elettrici (ad esempio cilindri pneumatici o idraulici, cilindri ad attuazione elettrica, ecc.). La macchina 1 automatica comprende inoltre: una unità 4 di controllo atta a controllare lo stato, la posizione e la dinamica degli organi operatori mobili (e quindi anche degli attuatori) della macchina 1 automatica, ed un sistema 5 di elaborazione dati, atto ad eseguire operazioni di calcolo e/o confronto complesse e con una grande quantità di variabili. Ad esempio, il sistema 5 di elaborazione dati può essere un computer, un processore, una scheda elettronica, ecc.

Vantaggiosamente e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 2, la macchina 1 automatica comprende una memoria 6 scrivibile (in particolare non volatile), la quale è collegata al sistema 5 di elaborazione dati, ed un dispositivo 7 di interfaccia utente, anch’esso collegato al sistema 5 di elaborazione dati.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, l’unità di controllo comprende il sistema 5 di elaborazione e la memoria 6 scrivibile.

La macchina 1 automatica (in particolare la parte 3) presenta diversi componenti che possono causare una pluralità di malfunzionamenti. Ad esempio: un motore potrebbe causare un malfunzionamento a causa di una richiesta eccessiva di corrente dovuta a dello sporco o ad una interferenza; un componente potrebbe rompersi o smontarsi (ad es. a causa di vibrazioni) e causare un abbassamento repentino della corrente richiesta da un motore; una fotocellula potrebbe sporcarsi o generare errori a causa di una errata taratura; un componente meccanico potrebbe essere montato in modo erroneo o non preciso e pertanto avere valori inerziali diversi dal previsto oppure causare un certo numero di scarti consecutivi, ecc. Il procedimento in accordo con la presente invenzione comprende una fase di identificare una tantum un elenco di tutte le variabili 8 operative che caratterizzano il funzionamento della macchina 1 automatica (come illustrato nella figura 2). Con la dicitura “variabili operative” si intendono tutti quei valori che indicano una condizione di una parte o di un componente della macchina 1 automatica.

A titolo esemplificativo ed in modo non limitativo, sono da considerarsi variabili 8 operative: il feedback di un qualsiasi sensore; l’umidità dell’ambiente in cui si trova la macchina 1 automatica; il valore di un encoder; lo stato, la posizione, la velocita o l’accelerazione di un motore; uno stato di macchina (allarme, avviso, produzione, svuotamento, cambio formato, fine turno, ecc.); un parametro di taratura; un parametro inerziale; una corrente elettrica; i valori di un relè; i valori di un sistema pneumatico (vacuum di aspirazione); contatori di produzione (numero di pacchetti 2 prodotti, numero di pacchetti 2 scartati, consumo materiali, ecc.); variabili di controllo di tipo analogico (ad esempio il livello o la temperatura della colla di un gommatore, il grado di riempimento di un polmone, il livello e la temperatura dell’olio di lubrificazione, la temperatura di un riscaldatore o essiccatore o saldatore); variabili di controllo di tipo digitale (ad esempio la presenza di una bobina nuova in un fuso di svolgimento); l’immagine proveniente da una telecamera di ispezione qualità; ecc.

In aggiunta, il procedimento comprende la fase di memorizzare una tantum all’interno della memoria 6 scrivibile una base 9 di conoscenza contenente una pluralità condizioni 10 di funzionamento problematiche, ciascuna delle quali è costituita da un insieme di valori associati alle variabili 8 operative e da almeno un corrispondente malfunzionamento 11 noto. In altre parole, come illustrato nella figura 2, all’interno della base 9 di conoscenza sono memorizzate una pluralità di condizioni 10 corrispondenti a vari stati della macchina 1 automatica in presenza di malfunzionamenti 11 noti. Il procedimento comprende l’ulteriore fase di addestrare una tantum il sistema 5 di elaborazione dati associando almeno una soluzione 12 a ciascuna condizione 10 di funzionamento problematica e memorizzando, all’interno della memoria 6 scrivibile, una base 13 di conoscenza contenente la soluzione stessa.

Con la dicitura una tantum si intende “una volta”. In particolare, si intende “ogni qual volta l’insieme delle variabili 8 operative viene cambiato” (ad esempio aggiunta o rimozione di un attuatore, la sostituzione di un sensore). In altre parole, ogni qual volta viene aggiunta o rimossa una variabile 8 operativa. In questi casi, avviene l’aggiunta o la rimozione di condizioni 10 di funzionamento problematico dalla base 9 di conoscenza (lo stesso avviene con le soluzioni 12 memorizzate nella base 13 di conoscenza). Ad esempio, se viene aggiunta una fotocellula per il controllo della presenza di un film, verranno aggiornate le basi 9 e 13 di conoscenza includendo il caso in cui il film è presente e quello in cui il film non è presente (quindi rotto e va reinserito in macchina).

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 2, la prima condizione 10 di funzionamento problematica è associata a quattro soluzioni 12, la seconda condizione 10 di funzionamento problematica è associata ad una singola soluzione 12, la terza condizione 10 di funzionamento problematica è associata a due soluzioni 12, ecc.; in generale a ciascuna condizione 10 di funzionamento problematica è associata almeno una soluzione 12. Delle condizioni 10 di funzionamento problematico sono associate a più soluzioni 12 (due, tre, quattro, ecc.) nel caso in cui la stessa condizione 10 di funzionamento problematico rappresenta lo stato della macchina 1 automatica causa di diversi malfunzionamenti 11 noti.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, le fasi fin qui illustrate sono realizzate durante lo sviluppo della macchina 1 automatica, in particolare prima che la macchina 1 automatica stessa venga inviata presso un cliente o comunque prima che la macchina 1 automatica entri (o rientri dopo delle modifiche meccaniche, elettriche o software) in produzione.

Vantaggiosamente, il procedimento comprende l’ulteriore fase di identificare, tramite l’unità 4 di controllo, una condizione 14 di funzionamento corrente costituita da un insieme di valori correnti delle variabili 8 operative. In altre parole, durante questa fase, l’unità 4 di controllo registra i valori attuali delle variabili 8 operative e li salva. In alcuni casi non limitativi, tali valori attuali sono salvati all’interno di una memoria volatile. In altri casi non limitativi, tali valori sono salvati all’interno di una memoria permanente, in particolare nella memoria 6 scrivibile.

In alcune forme di attuazione non limitative, la condizione 14 di funzionamento corrente viene identificata a seguito di un malfunzionamento 15 ignoto, ovvero di un allarme e/o uno stop, della macchina 1 automatica. In particolare, il malfunzionamento 15 ignoto della macchina automatica viene mostrato all’operatore tramite il dispositivo 7 di interfaccia.

In altre forme di attuazione non limitative, la condizione 14 di funzionamento corrente viene identificata durante la produzione della macchina 1 automatica, in prevenzione di un possibile malfunzionamento 15 ignoto. Ad esempio, nella parte 3 della macchina 1 automatica (illustrata nella figura 4) è presente una ruota 21, la quale può essere monitorata durante la produzione. In particolare, è possibile controllare la coppia (ovvero la corrente elettrica) richiesta da un motore elettrico che movimenta la ruota 21 stessa, oppure l’inerzia rilevata da un azionamento che controlla il motore. In tal modo, è possibile verificare che la ruota non subisca rallentamenti a causa di sporco (ad esempio tabacco che fuoriesce dai pacchetti 2 o colla che viene dispersa durante il movimento dei pacchetti 2 stessi) e che sia stata montata correttamente (abbia cioè un’inerzia nota, in particolare costante essendo un corpo sostanzialmente cilindrico).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la condizione 14 di funzionamento corrente viene identificata ad intervalli regolari in modo da verificare che i valori attuali delle variabili 8 operative siano corretti anche durante la produzione e non vi siano malfunzionamenti 15 ignoti imminenti.

Secondo una non limitativa forma di attuazione, i valori delle variabili 8 operative sono paragonati a dei valori di riferimento considerando un intervallo di tolleranza, con soglie poste a distanze uguali o diverse dal valore di riferimento.

Nel diagramma di flusso della figura 3 è stata utilizzata la convenzione secondo la quale i blocchi ovali indicano l’inizio o la fine del diagramma, quelli rettangolari indicano un’istruzione generica ed i blocchi romboidali, posti in corrispondenza di una diramazione, sono dei blocchi di scelta, contenenti una condizione logica che determina che direzione prenderà il flusso. In particolare, in corrispondenza dei blocchi di scelta, il flusso del diagramma si dirama nella direzione contrassegnata dal simbolo di spunta “�” se la condizione logica viene soddisfatta, altrimenti, nel caso in cui tale condizione non sia soddisfatta, il flusso si dirama nella direzione contrassegnata dal simbolo “X”.

In uso, come illustrato nel diagramma di flusso della figura 3, nel caso in cui l’unità 4 di controllo verifichi la presenza (o l’imminenza) di un malfunzionamento 15 ignoto (blocco 22 iniziale del diagramma), il procedimento prevede di interrogare le variabili 8 operative in modo da determinare la condizione 14 di funzionamento corrente (blocco 23) della macchina 1 automatica.

A seguito di questa fase, il procedimento comprende l’ulteriore fase (blocco 24) di ricercare, tra tutte le condizioni 10 di funzionamento problematiche memorizzate nella base 9 di conoscenza, la condizione 10 di funzionamento problematica più simile alla condizione 14 di funzionamento corrente.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, al fine di velocizzare la ricerca di una soluzione 12, inizialmente l’unità 4 di controllo ispeziona la base 9 di conoscenza alla ricerca di una (sostanziale) corrispondenza (vale a dire una corrispondenza delle variabili 8 operative almeno superiore, ad esempio, al 90%) tra la condizione 14 di funzionamento corrente ed (almeno) una condizione 10 di funzionamento problematica (blocco 25).

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, nel caso in cui all’interno della base 9 di conoscenza vi sia almeno una condizione 10 di funzionamento problematica corrispondente alla condizione 14 di funzionamento corrente, il procedimento comprende la fase di comunicare (blocco 26), ad un operatore O la soluzione 12 associata (oppure le soluzioni 12 associate) alla corrispondente condizione 10 di funzionamento problematica e memorizzata (o memorizzate) all’interno della base 13 di conoscenza.

Nella non limitativa forma di attuazione delle figura allegate, tale comunicazione avviene tramite il dispositivo 7 di interfaccia utente (interfaccia uomo macchina -HMI), il quale è di tipo video, in particolare con schermo 19 tattile (touchscreen), come illustrato nelle figure 1, 2, e 4-6.

In altre forme di attuazione non limitative e non illustrate, il dispositivo 7 di interfaccia è di altro tipo (ad esempio capace di interpretare audio o movimenti). Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, le soluzioni 12 sono comunicate all’operatore O (blocco 26) tramite un’unica schermata del dispositivo 7 di interfaccia e sono (in particolare) ordinate in ordine decrescente partendo dalla soluzione 12 relativa alla condizione 10 di funzionamento problematico con una corrispondenza maggiore alla condizione 14 di funzionamento corrente e finendo con la soluzione 12 relativa alla condizione 10 più lontana (entro un limite prestabilito, ad esempio tre o cinque) dalla condizione 14. In altre parole, le soluzioni 12 vengono fornite tutte insieme all’operatore O ed ordinate dalla più probabile alla meno probabile.

Secondo altre forme di attuazione non limitative e non illustrate, le soluzioni 12 sono comunicate all’operatore O una alla volta, tramite diverse schermate, dalla più probabile alla meno probabile (blocco 26).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, nel caso in cui vi sia una corrispondenza accettabile (al di sopra di un valore soglia predefinito) tra le variabili 8 operative della condizione 14 di funzionamento corrente e le variabili 8 operative di almeno una delle condizioni 10 di funzionamento problematiche, pertanto se una soluzione 12 corrispondente viene comunicata all’operatore O, il sistema 5 di elaborazione dati chiede conferma all’operatore O riguardo l’efficacia della soluzione 12 comunicata (blocco 27).

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, se la soluzione 12 comunicata all’operatore O nel blocco 26 non è risolutiva, ovvero se l’operatore O risponde negativamente alla richiesta di conferma (blocco 27) sull’efficacia della soluzione 12 proposta dal sistema 5 di elaborazione dati, allora l’unità 4 (o il sistema 5 di elaborazione dati) di controllo verifica la presenza di altre soluzioni 12 (blocco 28) e, se tale soluzione è presente all’interno della base 13 di conoscenza, il sistema 5 di elaborazione dati comunica all’operatore O una soluzione 12 alternativa al malfunzionamento 15 ignoto (il flusso del diagramma della figura 3 torna nuovamente al blocco 26).

In altri casi, se la soluzione 12 comunicata all’operatore O non è corretta e non esistono (o ne esistono troppe), all’interno della base 13 di conoscenza, soluzioni 12 alternative al malfunzionamento 15 ignoto, allora il sistema 5 di elaborazione dati interagisce attivamente con l’operatore O (blocco 29), in particolare tramite il dispositivo 7 di interfaccia utente, (chiedendo ed) ottenendo ulteriori informazioni ed elaborando una o più ulteriori soluzioni alternative.

Nelle non limitative forme di attuazione delle figure allegate, tale interazione avviene tramite il dispositivo 7 di interfaccia video. In questi casi, vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema 5 di elaborazione dati chiede conferma all’operatore O sull’efficacia dell’una o più ulteriori soluzioni alternative proposte a seguito dell’interazione.

Secondo la non limitativa forma di attuazione illustrata nella figura 3, a seguito dell’interazione tra il sistema 5 di elaborazione dati e l’operatore O (blocco 29), il sistema 5 di elaborazione dati elabora le nuove informazioni ottenute dall’operatore O per comprendere se nella base 9 di conoscenza esistono condizioni 10 di funzionamento problematiche simili a quella 14 correnti (blocco 24).

Secondo altre forme di attuazione non limitative e non illustrate, a seguito dell’interazione tra il sistema 5 di elaborazione dati e l’operatore O (blocco 29), il sistema 5 di elaborazione dati elabora le nuove informazioni ottenute dall’operatore O per fornire allo stesso altre soluzioni 12 (in uscita dal blocco 29 si entra nuovamente nel blocco 26).

In particolare, nel caso in cui vi siano troppe soluzioni 12 possibili, il sistema di elaborazione dati seleziona, tramite le informazioni ottenute con l’interazione (blocco 29) tra l’operatore O ed il sistema 5 di elaborazione dati, le soluzioni 12 maggiormente probabili. Ad esempio, se un pistone spingitore della parte 3 non arriva a finire la sua corsa a causa di un’interferenza o di sporco che ne ha ostacolato il passaggio, il sistema 5 di elaborazione dati chiede all’operatore O se vede o meno dello sporco nella parte 3 della macchina 1 automatica. Sulla base della risposta dell’operatore, il sistema di elaborazione dati scarta una delle possibili alternative e propone quella corretta e come risolverla (ad esempio sostituire un pezzo o fermare la macchina e pulire lo sporco).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nelle non limitative forme di attuazione delle figure 2, 4 e 5 (schermate), durante l’interazione (blocco 29 della figura 3), il sistema 5 di elaborazione dati sottopone all’operatore O delle domande 17 strutturate.

Nelle non limitativa forme di attuazione delle figure 2, 5 e 6, tali domande 17 strutturate sono domande a risposta chiusa. In particolare, l’operatore O può rispondere alle domande 17 strutturate solamente selezionando una delle risposte 18. In tal modo, il sistema 5 di elaborazione dati non consente all’operatore O di rispondere utilizzando una tastiera ed evita che la differenza di linguaggio o modi di esprimersi di diversi operatori influenzi la comprensione dei malfunzionamenti 15 ignoti.

Preferibilmente ma non necessariamente, l’operatore O seleziona una delle risposte 18 tramite il dispositivo 7 di interfaccia.

Vantaggiosamente ma non necessariamente e come illustrato nelle figure 4 e 6, al fine di velocizzare il procedimento di ripristino dello stato funzionale della macchina 1, durante l’interazione (blocco 29), l’operatore O indica al sistema 5 di elaborazione dati, in particolare tramite il dispositivo 7 di interfaccia utente, la parte 3 della macchina 1 automatica soggetta al malfunzionamento 15 ignoto. Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’operatore O indica al sistema 5 di elaborazione dati una sotto parte della parte 3 della macchina automatica soggetta al malfunzionamento.

Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 4 e 6, l’operatore O indica la parte 3 sulla base di un modello 16 tridimensionale della macchina 1 automatica. In particolare, l’operatore seleziona la parte 3 tramite il dispositivo 7 di interfaccia (toccando lo schermo 19 tattile). In tal modo il sistema di elaborazione dati è capace di escludere tutte le condizioni di malfunzionamento problematiche relative ad altre parti della macchina 1 automatica (e quindi evita di proporre all’operatore soluzioni 12 inutili).

L’operatore può selezionare anche più parti 3 della macchina 1 automatica tramite il dispositivo 7 di interfaccia. Questa funzione è particolarmente utile poiché, data la complessità della macchina 1 automatica, il fatto che un malfunzionamento 15 si verifichi in una parte 3 della macchina 1 non implica che la causa del malfunzionamento 15 sia anch’essa individuabile nella medesima parte 3.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, in assenza di soluzioni 12 all’interno della base 13 di conoscenza (quindi in assenza di condizioni 10 di funzionamento problematiche che corrispondano alla condizione 14 di funzionamento corrente determinata dal malfunzionamento 15 ignoto), il sistema 5 di elaborazione dati elabora le ulteriori soluzioni alternative sulla base di algoritmi di intelligenza artificiale (blocco 30 di figura 3).

In altre parole, il sistema 5 di elaborazione dati utilizza algoritmi o sistemi di intelligenza artificiale, come ad esempio alberi di decisione, classificatori di Bayes, macchine a vettori si supporto (support vector machines - SVM), metodi di insieme, analisi statistiche (delle componenti principali), reti neurali, per analizzare le varie condizioni di funzionamento (problematiche e corrente) alla ricerca di una soluzione 12 associata ad una condizione 10 di funzionamento problematica simile alla condizione 14 di funzionamento corrente.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, se il sistema 5 di elaborazione dati trova almeno una soluzione 12 che risolve un malfunzionamento 15 noto associato ad una condizione 10 di funzionamento problematico diversa, ma simile alla condizione 14 di funzionamento corrente (blocco 31), essa viene comunicata all’operatore O (il flusso del diagramma in figura 3 torna al blocco 26 dal blocco 31).

In alternativa o in aggiunta, in assenza di soluzioni 12 all’interno della base 13 di conoscenza (quindi in assenza di condizioni 10 di funzionamento problematiche che corrispondano alla condizione 14 di funzionamento corrente determinata dal malfunzionamento 15 ignoto), il sistema 5 di elaborazione interagisce, tramite il dispositivo 7 di interfaccia, con l’operatore O per acquisire ulteriori informazioni sullo stato della macchina 1 automatica (blocco 32).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il procedimento comprende un’ulteriore fase in cui il sistema 5 di elaborazione dati aggiorna la base 9 e/o la base 13 di conoscenza e/o stabilisce delle connessioni fra gli elementi all’interno della base 9 e della base 13 di conoscenza sulla base delle nuove soluzioni 12 alternative elaborate a seguito dell’interazione con l’operatore O oppure a seguito dell’elaborazione tramite algoritmi di intelligenza artificiale.

Nella non limitativa forma di attuazione illustrata nel diagramma in figura 3, se nessuna delle ulteriori soluzioni 12 alternative elaborate dal sistema 5 di elaborazione dati risolve il malfunzionamento 15 ignoto, il sistema 5 di elaborazione dati apprende dalle risposte 18 dell’operatore O alle domande 17 strutturate (in particolare poste tramite sistemi ad alberi decisionali), una nuova soluzione 20 del malfunzionamento 15 ignoto, e memorizza tale nuova soluzione 20 all’interno della base 13 di conoscenza associandola alla condizione 14 di funzionamento corrente, la quale viene a sua volta memorizzata all’interno della base 9 di conoscenza come nuova condizione 10 di funzionamento problematico nota.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il procedimento comprende una fase di apprendimento (blocco 33) automatico (machine learning) effettuata dal sistema 5 di elaborazione dati sulla base delle informazioni memorizzate nella memoria 6 scrivibile e/o sulla base delle informazioni ottenute dell’interazione (blocco 32) tra il sistema 5 di elaborazione dati e l’operatore O, la quale è effettuata tramite il dispositivo di interfaccia 7 utente, in particolare sulla base delle risposte 18 dell’operatore O alle domande 17 strutturate.

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 6, il sistema di elaborazione dati interroga l’operatore O chiedendo quali azioni sono (o sono state) necessarie per risolvere il malfunzionamento 15 ignoto. In tal modo, il sistema 5 di elaborazione dati ottiene informazioni per effettuare considerazioni sulla base di algoritmi di apprendimento come: statistica computazionale, riconoscimento di pattern, reti neurali artificiali, filtraggio adattivo, teoria dei sistemi dinamici, elaborazione delle immagini, data mining, algoritmi adattivi, ecc.

In alcune forme di attuazione non limitative, la trasmissione delle informazioni per la fase di apprendimento automatico, o per l’apprendimento manuale a seguito di un malfunzionamento 15 ignoto per il quale non sono state trovate soluzioni 12 dal sistema 5 di elaborazione dati, avviene tramite una connessione diretta tra il dispositivo 7 di interfaccia utente ed il sistema 5 di elaborazione dati.

In alcuni casi non limitativi, l’operatore O interagisce direttamente con il sistema 5 di elaborazione dati tramite il dispositivo 7 di interfaccia per fornire i dati necessari alla fase di apprendimento automatico (blocco 33). In altri casi non limitativi, l’operatore O interagisce direttamente con il sistema 5 di elaborazione dati connettendo via cavo o tramite una rete a corto raggio un calcolatore, tramite il quale fornisce al sistema 5 di elaborazione i dati necessari per compiere l’apprendimento automatico. In ulteriori casi non limitativi, l’operatore O interagisce direttamente con il sistema 5 di elaborazione dati connettendo allo stesso un dispositivo di archiviazione portatile (ad esempio una chiavetta USB o una scheda SD).

In altre forme di attuazione non limitative, la trasmissione delle informazioni per fase di apprendimento automatico, o per l’apprendimento manuale a seguito di un malfunzionamento 15 ignoto per il quale non sono state trovate soluzioni 12 dal sistema 5 di elaborazione dati, avviene tramite una connessione in remoto, in particolare tramite architettura distribuita (ad es. una rete intranet, intranet o un cloud), tra il dispositivo 7 di interfaccia utente ed il sistema 5 di elaborazione dati. In tal modo l’operatore O può riavviare immediatamente la produzione a seguito del ripristino dello stato funzionale senza perdere tempo a fornire informazioni relativamente alla soluzione 12 attuata al sistema 5 di elaborazione dati. Ad esempio, l’operatore O può connettersi in remoto alla macchina automatica una volta che la produttività è ripresa per fornire al sistema 5 ulteriori informazioni per la fase di apprendimento automatico.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, le basi 9 e 13 di conoscenza sono comuni a più macchine 1 automatiche dello stesso tipo e/o atte a produrre lo stesso prodotto. In tal modo è possibile utilizzare basi di conoscenza più complete (addestrate da più operatori diversi su più macchine diverse) e quindi capaci di fornire soluzioni 12 efficaci e per una quantità maggiore di malfunzionamenti 15. Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, viene fornita una macchina 1 automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo, all’interno della cui memoria 6 scrivibile sono memorizzate le basi 9 e 13 di conoscenza contenenti rispettivamente una pluralità di possibili condizioni 10 di funzionamento problematiche (associate, ciascuna ad un malfunzionamento 11 noto) della macchina 1 automatica ed almeno ed almeno una soluzione 12 per ciascun malfunzionamento 11 noto. In particolare, la macchina 1 automatica è atta ad eseguire il metodo fin qui descritto.

Benché l’invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non è da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni che risulterebbero evidenti al tecnico esperto del settore, quali ad esempio: l’aggiunta di ulteriori fasi, di diversi tipi di interazione, l’utilizzo di modelli o algoritmi diversi da quelli citati, ecc.

La presente invenzione, presenta molteplici vantaggi.

Innanzitutto, migliora l’efficienza del ripristino dello stato funzionale di una macchina automatica per la produzione di prodotti di consumo causati da sporco, usura, rottura delle parti meccaniche, errata taratura o montaggio non accurato di un componente.

In aggiunta, tale efficienza è incrementata senza la necessità che intervenga un operatore esperto per capire quale è stato il malfunzionamento e da cosa è stato causato, infatti è la macchina automatica stessa a suggerire all’operatore quale malfunzionamento è avvenuto e come risolverlo.

Inoltre, l’invenzione sopra descritta consente di addestrare (in modo autonomo o tramite un operatore) la macchina automatica così che, una volta verificatosi un malfunzionamento dovuto (ad esempio) a sporco, usura, errato montaggio o taratura dei componenti, la macchina stessa sappia suggerire ad un operatore la giusta soluzione al ripresentarsi di tale malfunzionamento. In tal modo, anche se vi è stato un cambio di operatore dal precedente malfunzionamento a quello corrente, viene comunque suggerita la soluzione che ha già risolto tale malfunzionamento.

In aggiunta, la presente invenzione consente di creare una conoscenza condivisa (comune a più le macchine dello stesso tipo), la quale permette di velocizzare il processo di ripristino dello stato funzionale in quanto se un malfunzionamento è già stato risolto su una qualunque delle macchine, tale soluzione sarà nota a tutte le altre macchine, le quali saranno in grado di fornirla prontamente ad un operatore nel caso in cui si riverificasse tale malfunzionamento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per il ripristino dello stato funzionale di almeno una parte (3) di una macchina (1) automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo; la macchina (1) automatica comprende una pluralità di organi operatori mobili, un’unità (4) di controllo, un sistema (5) di elaborazione dati, una memoria (6) scrivibile collegata al sistema (5) di elaborazione dati, ed un dispositivo (7) di interfaccia utente collegato al sistema (5) di elaborazione dati; il procedimento comprende le fasi di: identificare una tantum un elenco di tutte le variabili (8) operative che caratterizzano il funzionamento della macchina (1) automatica; memorizzare una tantum all’interno della memoria (6) scrivibile una prima base (9) di conoscenza contenente una pluralità condizioni (10) di funzionamento problematiche, ciascuna delle quali è costituita da un insieme di valori associati alle variabili (8) operative e da almeno un corrispondente malfunzionamento (11) noto; memorizzare una tantum all’interno della memoria (6) scrivibile una seconda base (13) di conoscenza contenente una corrispondente soluzione (12) per ciascun malfunzionamento (11) noto della prima base (9) di conoscenza; identificare tramite l’unità (4) di controllo, a seguito o in prevenzione di un malfunzionamento (15) ignoto della macchina (1) automatica, una condizione (14) di funzionamento corrente costituita da un insieme di valori correnti delle variabili (8) operative; ricercare, tra tutte le condizioni (10) di funzionamento problematiche memorizzate nella prima base (9) di conoscenza, la condizione (10) di funzionamento problematica più simile alla condizione (14) di funzionamento corrente; e comunicare, nel caso in cui all’interno della prima base (9) di conoscenza vi sia almeno una condizione (10) di funzionamento problematica corrispondente alla condizione (14) di funzionamento corrente, ad un operatore (O) la soluzione (12) associata alla corrispondente condizione (10) di funzionamento problematica e memorizzata all’interno della seconda base (13) di conoscenza.
2) Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema (5) di elaborazione dati chiede conferma all’operatore (O) riguardo l’efficacia della soluzione (12) comunicata.
3) Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui, se la soluzione (12) comunicata non è risolutiva, il sistema (5) di elaborazione dati comunica all’operatore (O) una soluzione (12) alternativa al malfunzionamento (15) ignoto, se esistente all’interno della seconda base (13) di conoscenza.
4) Procedimento secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui, se la soluzione (12) comunicata non è risolutiva e non esistono, all’interno della seconda base (13) di conoscenza, soluzioni (12) alternative al malfunzionamento (15) ignoto, il sistema (5) di elaborazione dati interagisce attivamente con l’operatore (O), tramite il dispositivo (7) di interfaccia utente, ottenendo ulteriori informazioni ed elaborando una o più ulteriori soluzioni (12) alternative.
5) Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui il sistema (5) di elaborazione dati chiede conferma all’operatore (O) sull’efficacia dell’una o più ulteriori soluzioni (12) alternative.
6) Procedimento secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui, durante l’interazione, il sistema (5) di elaborazione dati sottopone all’operatore (O) domande (17) strutturate.
7) Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui, durante l’interazione, l’operatore (O) indica al sistema (5) di elaborazione dati, tramite il dispositivo (7) di interfaccia utente, la parte (3) della macchina (1) automatica soggetta al malfunzionamento (15) ignoto sulla base di un modello (16) tridimensionale della macchina (1) automatica stessa.
8) Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7 e comprendente una fase (30) di apprendimento automatico (machine learning) effettuata dal sistema (5) di elaborazione dati sulla base dell’interazione tra il sistema (5) di elaborazione dati e l’operatore (O), effettuata tramite il dispositivo (7) di interfaccia utente.
9) Procedimento secondo delle rivendicazioni da 4 a 8, in cui il sistema (5) di elaborazione dati elabora le ulteriori soluzioni (12) alternative sulla base di algoritmi di intelligenza artificiale, comunicando all’operatore (O) almeno una soluzione (12) ad un malfunzionamento (11) noto associato ad una condizione (10) di funzionamento problematica diversa, ma simile alla condizione (14) di funzionamento corrente.
10) Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui il sistema (5) di elaborazione dati aggiorna la prima e/o la seconda base (9, 13) di conoscenza e/o stabilisce delle connessioni fra gli elementi all’interno della prima e della seconda base (9, 13) di conoscenza sulla base delle ulteriori soluzioni (12) alternative elaborate a seguito dell’interazione con l’operatore (O).
11) Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui la fase (30) di apprendimento automatico avviene tramite una connessione diretta tra il dispositivo (7) di interfaccia utente ed il sistema (5) di elaborazione dati.
12) Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui la fase (30) di apprendimento automatico avviene tramite una connessione in remoto, in particolare tramite architettura distribuita, tra il dispositivo (7) di interfaccia utente ed il sistema (5) di elaborazione dati.
13) Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 8 a 13, in cui la prima e la seconda base (13) di conoscenza sono comuni per più macchine (1) automatiche, in particolare dello stesso tipo e/o atte a produrre lo stesso prodotto.
14) Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 3 a 14, in cui se nessuna delle ulteriori soluzioni (12) alternative elaborate dal sistema (5) di elaborazione dati risolve il malfunzionamento (15) ignoto, il sistema (5) di elaborazione dati apprende dalle risposte (18) dell’operatore (O) alle domande (17) strutturate, una nuova soluzione (20) del malfunzionamento (15) ignoto, e memorizza tale nuova soluzione (20) all’interno della seconda base (13) di conoscenza associandola alla condizione (14) di funzionamento corrente, la quale viene memorizzata all’interno della prima base (9) di conoscenza come nuova condizione (10) di funzionamento problematica.
15) Macchina (1) automatica per la produzione o l’impacchettamento di prodotti di consumo; la macchina (1) automatica comprende: una pluralità di organi operatori mobili, ciascuno dei quali può assumere una pluralità di posizioni diverse; una unità (4) di controllo; una memoria (6) scrivibile; ed un sistema (5) di elaborazione dati; la macchina (1) automatica è caratterizzata dal fatto che all’interno della memoria (6) sono memorizzate una prima ed una seconda base (9, 13) di conoscenza contenenti rispettivamente una pluralità di possibili condizioni (10) di funzionamento problematiche della macchina (1) automatica ed almeno una soluzione (12) per ciascuna condizione (10) di funzionamento problematica; la macchina (1) automatica essendo atta ad eseguire il metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 15.