IT202100032870A1 - Method for optimizing production processes, particularly for paper production lines. - Google Patents
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Description
"Metodo per l'ottimizzazione dei processi produttivi, particolarmente per linee di produzione di carta". "Method for optimizing production processes, particularly for paper production lines".
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente trovato riguarda un metodo per l'ottimizzazione dei processi produttivi, particolarmente per linee di produzione della carta. Pi? particolarmente, il trovato riguarda un metodo in grado di ricavare la cadenza produttiva teorica propria di un prodotto. The present invention concerns a method for optimizing production processes, particularly for paper production lines. More? in particular, the invention concerns a method capable of obtaining the theoretical production rate of a product.
Come ? noto, i processi produttivi, in tutti i campi, sono comunemente monitorati e valutati in funzione di indicatori di prestazione, fra i quali, il pi? diffuso ? senz'altro l'indicatore OEE (overall equipment effectiveness), ovvero l'efficienza globale di risorsa. As ? known, production processes, in all fields, are commonly monitored and evaluated based on performance indicators, among which, the most? widespread? undoubtedly the OEE (overall equipment effectiveness) indicator, i.e. the global efficiency of the resource.
L?OEE ? un indicatore adimensionale aggregato che sintetizza l?efficienza operativa raggiunta dalla risorsa in analisi. Pu? essere riferito ad una singola risorsa o rappresentare un?intera linea produttiva. L?OEE ? an aggregate dimensionless indicator that summarizes the operational efficiency achieved by the resource under analysis. Can you? be referred to a single resource or represent an entire production line.
? calcolato moltiplicando tra loro tre indicatori pi? specifici: ? calculated by multiplying three indicators together specific:
? Availability (A); ? Availability (A);
? Performance (P); ? Performance (P);
? Quality (Q). ? Quality (Q).
Tutti gli indicatori sono adimensionali, generalmente espressi in percentuale. Questo permette di aggregare informazioni di origine non omogenea. All indicators are dimensionless, generally expressed as a percentage. This allows you to aggregate information of non-homogeneous origin.
L?indicatore Availability rappresenta la quota parte del tempo operativo (Tup), o Uptime, rispetto al tempo operativo previsto o schedulato (Tsc). The Availability indicator represents the portion of the operating time (Tup), or Uptime, compared to the expected or scheduled operating time (Tsc).
In funzione del contesto, il tempo pu? essere misurato in minuti, ore o giorni. Altre possibilit? non sono escluse. L?importante ? che l?indicatore risulti adimensionalizzato. Depending on the context, time can be measured in minutes, hours or days. Other possibilities? they are not excluded. The important thing is that the indicator is dimensionless.
L?indicatore Quality misura la quota parte di prodotto che a fine lavorazione risulta conforme alle specifiche di prodotto, comprensive delle relative tolleranze, rispetto alla quantit? di prodotto lavorato. La valutazione dell?indice Quality misura la quota parte di prodotto conforme (Lc) normalizzata sul totale del lavorato (Ltot). The Quality indicator measures the portion of the product that at the end of processing complies with the product specifications, including the relevant tolerances, compared to the quantity of processed product. The evaluation of the Quality index measures the share of compliant product (Lc) normalized on the total processed (Ltot).
L?unit? di misura del prodotto L pu? essere quella pi? adatta per lo specifico caso. In produzioni discontinue ? spesso rappresentata dal numero di pezzi lavorati; in produzioni continue pu? essere la lunghezza dell?oggetto realizzato, la sua area o il suo peso, o altre unit? di misura specifiche. The unit? product measurement L can? be the most? suitable for the specific case. In discontinuous production? often represented by the number of pieces processed; in continuous production can? be the length of the object created, its area or its weight, or other units? specific measurements.
L?indicatore Performance ? spesso riferito alla Produttivit? o alla velocit? di lavorazione. Tra i tre indicatori ? il pi? difficile da misurare con precisione. Questo indice ? rappresentato dal rapporto tra la cadenza di produzione effettiva (CE) e quella teorica (Cth) prevista dal ciclo produttivo ottimale. The Performance indicator is often referred to Productivity? or the speed? of processing. Among the three indicators? the most difficult to measure accurately. This index? represented by the ratio between the actual production rate (CE) and the theoretical one (Cth) foreseen by the optimal production cycle.
La difficolt? di calcolo di questo indicatore ? legata al parametro Cth. La cadenza di produzione teorica dovrebbe essere dipendente soltanto dalle caratteristiche operative della materia in lavorazione. Non sempre ? possibile calcolare correttamente questo valore, quindi l?approccio pi? diffuso considera Cth pari alla massima cadenza di produzione permessa dal sistema produttivo. Valutazioni di Performace pi? raffinate considerano al denominatore la velocit? massima di macchina raggiungibile per lo specifico prodotto. The difficulty? how to calculate this indicator? linked to the Cth parameter. The theoretical production rate should depend only on the operational characteristics of the material being processed. Not always ? It is possible to correctly calculate this value, therefore the most suitable approach? widespread considers Cth equal to the maximum production rate allowed by the production system. Performance Ratings pi? refined ones consider the speed as the denominator? maximum machine reachable for the specific product.
Qualora si considerino produzioni dello stesso prodotto su linee di lavorazione non omogenee, ad esempio per impiego di macchinari di diversa generazione tecnologica o realizzati da diversi costruttori, o ancora perch? disposti in stabilimenti diversi con diverse condizioni ambientali, questo approccio non permette una comparazione corretta tra le diverse linee di produzione, potenzialmente assegnando maggiore Performance a linee obsolete al massimo della loro capacit?, rispetto a linee tecnologicamente pi? avanzate che sebbene non sature (quindi con P inferiore) realizzano pi? prodotto. If we consider production of the same product on non-homogeneous processing lines, for example due to the use of machinery of different technological generations or made by different manufacturers, or why? arranged in different factories with different environmental conditions, this approach does not allow a correct comparison between the different production lines, potentially assigning greater performance to obsolete lines at their maximum capacity, compared to more technologically advanced lines. advanced which although not saturated (therefore with lower P) achieve more? product.
Come detto sopra, l?indicatore di Performance spesso ? rapportato alla tecnologia produttiva disponibile che definisce il limite superiore di prestazioni. Qualora fosse possibile un aggiornamento tecnologico del sistema produttivo, in grado di raggiungere velocit? produttive superiori, si potrebbero manifestare situazioni anomale, come ad esempio: As mentioned above, the Performance indicator is often compared to the available production technology which defines the upper performance limit. If a technological update of the production system was possible, capable of reaching speeds? higher production levels, anomalous situations could arise, such as:
? In caso di definizione del ciclo produttivo teorico non aggiornato rispetto alla nuova tecnologia, P potrebbe essere superiore a 1; ? If the definition of the theoretical production cycle is not updated with respect to the new technology, P could be greater than 1;
? In caso di definizione del ciclo produttivo teorico per singola linea produttiva, P della linea aggiornata potrebbe attestarsi nell?intorno di quello delle linee obsolete, nascondendo il beneficio ottenuto con la nuova tecnologia; ? In case of definition of the theoretical production cycle for each single production line, P of the updated line could be around that of the obsolete lines, hiding the benefit obtained with the new technology;
? In caso di aggiornamento del ciclo produttivo teorico alle prestazioni della nuova tecnologia, P misurato sulle linee obsolete subirebbe un drastico abbattimento, senza alcuna reale modifica delle condizioni di lavoro. ? In the event of updating the theoretical production cycle to the performance of the new technology, P measured on the obsolete lines would undergo a drastic reduction, without any real change in working conditions.
Anche con una definizione di Cth omogenea rispetto alle linee di produzione, la valutazione di P risulta essere fuorviante perch? limitata dalla tecnologia produttiva. In tal caso l?informazione in merito ai margini di miglioramento ? nascosta, causando il rischio di non evidenziare opportunit? di miglioramento. Even with a definition of Cth that is homogeneous with respect to production lines, the evaluation of P turns out to be misleading because? limited by production technology. In this case the information regarding the margins for improvement? hidden, causing the risk of not highlighting opportunities? of improvement.
Queste e altre conseguenze hanno impatto negativo sulle attivit? di gestione della produzione. In particolare, richiedono attivit? di armonizzazione dei dati prodotti dalle macchine difficilmente automatizzabili e/o standardizzabili che causano maggior onere computazionale e impiego di tempo del personale preposto alla gestione della produzione e delle Operations. Do these and other consequences have a negative impact on activities? production management. In particular, do they require activities? of harmonization of the data produced by machines that are difficult to automate and/or standardize which cause greater computational burden and use of time for the personnel responsible for managing production and operations.
Compito precipuo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo per ottimizzare l'efficienza produttiva, particolarmente per linee di produzione della carta, generando informazioni utili all'ottimizzazione del processo. Main task of the present invention? that of creating a method to optimize production efficiency, particularly for paper production lines, generating information useful for optimizing the process.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo per ottimizzare l'efficienza produttiva, particolarmente per linee di produzione della carta, che consenta di ricavare la cadenza produttiva teorica di un determinato prodotto. Within the scope of this task, an aim of the present invention is? that of creating a method to optimize production efficiency, particularly for paper production lines, which allows the theoretical production rate of a given product to be obtained.
Un altro scopo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo per ottimizzare l'efficienza produttiva, particolarmente per linee di produzione della carta, che consenta di confrontare su una base comune le prestazioni di singole linee di produzione, indipendentemente dalla tecnologia adottata da ciascuna di esse, e dalle condizioni esterne ai locali, eccetera. Another purpose of the present invention? that of creating a method for optimizing production efficiency, particularly for paper production lines, which allows the performance of individual production lines to be compared on a common basis, independently of the technology adopted by each of them, and of the conditions external to the premises, etc.
Un altro scopo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo per ottimizzare i processi produttivi, particolarmente per le linee di produzione della carta, che consenta di evidenziare margini di miglioramento, in termini di cadenza produttiva, sia dell'attivit? produttiva ordinaria, sia della tecnologia impiegata nelle linee produttive. Another purpose of the present invention? that of creating a method to optimize production processes, particularly for paper production lines, which allows us to highlight margins for improvement, in terms of production cadence, both of the activity ordinary production, and the technology used in the production lines.
Non ultimo scopo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo per ottimizzare i processi produttivi, che sia di elevata affidabilit?, di relativamente semplice realizzazione, ed a costi competitivi. Not the least purpose of the present invention? that of creating a method to optimize production processes, which is highly reliable, relatively simple to implement, and at competitive costs.
Questo compito, nonch? questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un metodo per ottimizzare i processi produttivi, particolarmente per linee di produzione della carta, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel: This task, as well as? these and other objectives which will become clearer below are achieved by a method for optimizing production processes, particularly for paper production lines, characterized by the fact of including the phases which consist of:
- disporre una pluralit? di sensori lungo una linea di produzione; - have a plurality? of sensors along a production line;
- mediante un'unit? di supervisione ricavare parametri di funzione della macchina e parametri di qualit? della carta o in lavorazione; - through a unit? of supervision obtain machine function parameters and quality parameters? of paper or in process;
- elaborare i parametri unitamente a dati di causalizzazione delle fermate della linea e/o degli scarti; - process the parameters together with causal data of line stops and/or waste;
- fornire in uscita indicazioni relative agli interventi da effettuare per migliorare la velocit? della linea. - provide outgoing indications relating to the interventions to be carried out to improve speed? of the line.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di un metodo secondo il trovato, illustrato a titolo indicativo e non limitativo negli acclusi disegni, in cui l'unica figura illustra sotto forma di schema a blocchi il metodo secondo il presente trovato. Further characteristics and advantages of the invention will emerge more from the description of a method according to the invention, illustrated for indicative and non-limiting purposes in the attached drawings, in which the single figure illustrates the method according to the present invention in the form of a block diagram.
Con l'insieme della figura, il metodo secondo il presente trovato comprende un'unit? di supervisione 1 di una linea di produzione della carta, la quale ? in grado di supervisionare i parametri di funzionalit? della linea e la velocit? della linea. With the whole of the figure, the method according to the present invention includes a unit of supervision 1 of a paper production line, which is able to supervise the functionality parameters? of the line and the speed? of the line.
Inoltre, l'unit? di supervisione 1 rileva, mediante una pluralit? di sensori disposti opportunamente lungo la linea di produzione, parametri relativi alla carta, ossia, ad esempio, grammatura, umidit?, spessore e ceneri. Furthermore, the unit? of supervision 1 detects, through a plurality? of sensors appropriately arranged along the production line, parameters relating to the paper, i.e., for example, weight, humidity, thickness and ash.
L'unit? di supervisione 1 ? atta a colloquiare mediante un sistema 2 di comunicazione su protocollo standard bidirezionale, per inviare i dati utili all'elaborazione, quali velocit?, numeri di fermate, qualit? dei prodotti, parametri di funzioni della macchina, velocit?, nonch? parametri della carta, quali grammatura, umidit?, spessore e ceneri. The unit? of supervision 1 ? designed to communicate via a communication system 2 on a bidirectional standard protocol, to send the data useful for processing, such as speed, number of stops, quality? of the products, parameters of machine functions, speed, as well as? paper parameters, such as weight, humidity, thickness and ash.
I dati inviati mediante il canale di comunicazione su protocollo standard bidirezionale 2, sono inviati ad una unit? di elaborazione 3. The data sent via the communication channel on standard bidirectional protocol 2 are sent to a unit? processing 3.
L'unit? di elaborazione 3 riceve in ingresso, inoltre, dati relativi alla causalizzazione delle fermate della linea e/o degli scarti che vengono effettuati durante la lavorazione. The unit? Processing stage 3 also receives as input data relating to the causation of line stops and/or waste that are made during processing.
I dati sono indicati nello schema a blocchi dal numero di riferimento 4. The data is indicated in the block diagram by the reference number 4.
L'unit? di elaborazione 3 ? in grado di effettuare un filtraggio delle fermate della linea in funzione dei dati di causalizzazione provenienti dalla unit? 4. The unit? processing 3 ? capable of filtering the stops on the line based on the causal data coming from the unit? 4.
Inoltre, l'unit? di elaborazione 3 ? in grado di effettuare in anello chiuso un'elaborazione dei dati di grammatura, ceneri e spessore della carta. Furthermore, the unit? processing 3 ? capable of carrying out closed-loop processing of paper weight, ash and thickness data.
I dati cos? elaborati vengono inviati ad una base di dati 6 per archivio e storicizzazione, nonch? per analisi aggiuntive, la quale emette in uscita grafici 8 di visualizzazione dei dati. The data like this? processed are sent to a database 6 for archiving and historicization, as well as? for additional analyses, which outputs 8 data visualization graphs.
L'unit? di elaborazione 3 ? in grado di fornire in uscita ad una dashboard 7 informazioni di elevata affidabilit? relative alla descrizione dei problemi specifici per quanto riguarda la velocit? della linea. The unit? processing 3 ? able to output 7 highly reliable information to a dashboard? relating to the description of specific problems regarding the speed? of the line.
In sostanza, quindi, il metodo secondo il trovato permette di, mediante una pluralit? di sensori disposti lungo la linea di produzione, ricavare dati relativi alle caratteristiche chimico-fisiche della carta in lavorazione e analizzare, elaborare, e classificare le caratteristiche del prodotto in lavorazione. In essence, therefore, the method according to the invention allows, through a plurality of of sensors arranged along the production line, obtain data relating to the chemical-physical characteristics of the paper being processed and analyse, process and classify the characteristics of the product being processed.
Pertanto, si ? in grado di misurare oggettivamente e sistematicamente le caratteristiche di elasticit? e resistenza proprie della carta in lavorazione, e quindi, indipendenti dalle caratteristiche tecnologiche della linea di produzione che la manipola e la trasforma. Therefore, yes? able to objectively and systematically measure the elasticity characteristics? and resistance specific to the paper being processed, and therefore, independent of the technological characteristics of the production line that handles and transforms it.
Il metodo secondo il trovato permette di derivare inoltre la cadenza produttiva teorica propria del prodotto, mediante algoritmi di intelligenza artificiale, in particolare ?machine learning?, addestrati sia con dati di laboratorio sia con dati storici. The method according to the invention also allows the theoretical production rate of the product to be derived, using artificial intelligence algorithms, in particular "machine learning", trained both with laboratory data and with historical data.
Il metodo sopra descritto si avvale quindi di una pluralit? di sensori disposti lungo la linea di produzione, di un'unit? di supervisione 1 collegata mediante un sistema di comunicazione su protocollo standard direzionale 2, ed una unit? di elaborazione 3 che riceve dati dai sensori e da una unit? che ? in grado di causalizzare le fermate e/o gli scarti della linea, distinguendo tra fermate di produzione e fermate di altro genere. The method described above therefore makes use of a plurality? of sensors arranged along the production line, of a unit? supervisor 1 connected via a communication system on standard directional protocol 2, and a unit? processing unit 3 which receives data from the sensors and from a unit? That ? capable of causalising the stops and/or waste of the line, distinguishing between production stops and other types of stops.
L'output dell'unit? di elaborazione 3 consiste in informazioni che permettono di agire sulla velocit? della linea e quindi sulla resa produttiva della linea stessa. The output of the unit? processing 3 consists of information that allows you to act on the speed? of the line and therefore on the production yield of the line itself.
Si ? in pratica constatato come il metodo secondo il presente trovato assolva pienamente il compito nonch? gli scopi prefissati, in quanto permette di intervenire, migliorandolo, sull'indicatore di efficienza globale della linea, permettendo quindi di velocizzare la linea stessa con interventi mirati ove necessario. Yes ? in practice it has been found that the method according to the present invention fully accomplishes the task as well as? the intended purposes, as it allows us to intervene and improve it on the overall efficiency indicator of the line, thus allowing the line itself to be speeded up with targeted interventions where necessary.
Il metodo cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni. The method like this? conceived? susceptible to numerous modifications and variations, all falling within the scope of the attached claims.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all details may be replaced by other technically equivalent elements.
Claims (8)
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Publications (1)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3930934A (en) * | 1972-03-08 | 1976-01-06 | Industrial Nucleonics Corporation | Speed optimization control for fibrous sheet making machines such as paper making machines with dryer limited conditions |
| US5944955A (en) * | 1998-01-15 | 1999-08-31 | Honeywell-Measurex Corporation | Fast basis weight control for papermaking machine |
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2021
- 2021-12-29 IT IT102021000032870A patent/IT202100032870A1/en unknown
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