ITFI20000115A1 - Metodo e sistema per il controllo di macchine in una linea di produzione attraversata da un flusso di materiale - Google Patents

Description

"Metodo e sistema per il controllo di macchine in una linea di produzione attraversata da un flusso di materiale Descrizione

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda un metodo per il controllo di una pluralità di unità operative tra loro collegate per formare una linea di trasformazione di un prodotto, il quale attraversa in flusso sostanzialmente continuo le varie unità operative della linea.

L’invenzione riguarda anche un sistema comprendente una pluralità di macchine od unità operative collegate, attraversate da un flusso di materiale, controllate per effettuare le operazioni richieste sul materiale che fluisce nella linea.

Stato .della tecnica

In numerosi settori industriali vengono previste linee di lavorazione comprendenti una pluralità di macchine, stazioni, organi di vario tipo o genericamente unità operative tra loro collegate lungo uno o più percorsi. Lungo il od i percorsi definiti dalla disposizione delle macchine suddette fluisce un materiale su cui le macchine o le unità operative agiscono per effettuare varie operazioni, che possono essere operazioni di trasformazione od altro, come ad esempio semplici operazioni di accumulo, di movimentazione, di smistamento, di marcatura ecc..

Ciascuna unità operativa possiede proprie caratteristiche di velocità e può essere controllata da una autonoma motorizzazione. Durante il funzionamento la velocità delle singole macchine od unità operative può variare per motivi diversi, ad esempio una macchina può arrestarsi per un guasto o per la necessità di sostituire organi usurati, di ripristinare la scorta di materiale da lavorare, od altro. Ciò comporta la necessità di modificare temporaneamente la velocità delle macchine a valle ed a monte. In altre circostanze la velocità di una o più delle macchine o delle unità operative della linea può dipendere dalle operazioni da effettuare sul materiale, che possono variare durante il ciclo di lavoro, oppure dal tipo di materiale che fluisce nella linea, che può anch'esso cambiare durante il periodo di funzionamento della linea.

Nell'industria della trasformazione della carta, in particolare, vengono realizzate complesse linee di trasformazione (converting), che da una o più bobine madri di carta - prodotte dalla cartiera - generano singoli rotoloni di carta di dimensioni ridotte, che vengono poi confezionati per la vendita. In questo modo sono prodotte ad esempio le confezioni di rotoli di carta igienica, carta asciugatutto ed altro.

In queste linee viene tipicamente prevista una sezione di ribobinatura, che comprende più gruppi di macchine e che, partendo da una o più bobine madri di carta, genera log, cioè rotoli di diametro pari al diametro del prodotto finale e lunghezza elevata. I log vengono poi tagliati ortogonalmente al proprio asse, per generare rotoloni delle dimensioni richieste, tramite una o più troncatrici disposte a valle della sezione di ribobinatura. Tra la sezione di ribobinatura e la o le troncatrici viene disposto generalmente un polmone di accumulo. A valle delle troncatrici sono disposte macchine confezionatrici in numero adeguato su uno o più percorsi per ciascuna troncatrice. Il flusso di materiale da una.macchina all'altra può essere ottenuto tramite opportuni nastri convogliatori.

La sezione di ribobinatura comprende tipicamente uno o più svolgitori, una ribobinatrice ed uno o più incollatori, che effettuano la chiusura per incollaggio del lembo libero del materiale nastriforme avvolto su ciascun log. A monte della ribobinatrice possono essere previsti gruppi stampa, gruppi goffratori od altro. La linea di trasformazione può poi comprendere anche altre macchine od unità operative, variamente disposte, a seconda della complessità della linea stessa.

Disposizioni analoghe si trovano nelle linee per la produzione, ad esempio, di tovaglioli o fazzoletti di carta, dove una linea di unità operative produce pacchi o confezioni di manufatti piegati a partire da una o più bobine di carta od altro materiale nastriforme continuo.

Le macchine ed i gruppi che provvedono allo svolgimento del materiale nastriforme dalle bobine madri ed al riavvolgimento in log, e tutti i gruppi intermedi che effettuano operazioni di goffratura, stampa od altro sul materiale nastriforme in transito dallo svolgitore alla ribobinatrice vengono controllate alla stessa velocità, che costituisce la velocità di avvolgimento. La velocità dell'incollatore è anch'essa determinata in base alla velocità di avvolgimento, in funzione della lunghezza di materiale nastriforme avvolto in ciascun log.

La velocità delle macchine a valle può variare entro certi limiti. Frequentemente, a causa dell'oscillazione della velocità di produzione delle varie macchine componenti la linea, sono necessari arresti e riavviamenti di una o più macchine. Questo costituisce un inconveniente, in particolare a causa delle forti sollecitazioni meccaniche conseguenti agli arresti ed ai riavviamenti. Inoltre, i transitori di arresto e riaw iamento possono rap^ presentare fasi critiche per quanto riguarda la regolarità del flusso di materiale.

Durante il periodo di funzionamento a regime, viceversa, si tende a mantenere le singole macchine alla loro velocità massima, allo scopo di massimizzare la produzione. Questa velocità - alla quale il funzionamento della macchina è comunque più critico che a velocità inferiori - risulta spesso eccessiva rispetto alle condizioni di altri punti della linea di produzione che temporaneamente possono non essere in condizioni di assorbire l'intera produzione della macchina più veloce.

Scopi e sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un metodo di controllo che consenta di armonizzare in modo ottimale un complesso di macchine o più in generale di unità operative di una linea di produzione.

Più in particolare, lo scopo di uno specifico aspetto dell’invenzione è la realizzazione di un metodo per gestire il funzionamento di varie unità operative in una linea di trasformazione di un materiale nastriforme, in particolare in una linea di trasformazione della carta, in specie per la produzione di rotolini.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è la realizzazione di una linea costituita da una pluralità di unità operative tra loro collegate lungo uno o più percorsi ed attraverso le quali fluisce un materiale od un prodotto su cui le macchine devono eseguire rispettive operazioni.

Nel presente contesto, per unità operativa si intende genericamente una macchina, un dispositivo, un apparecchio, od un complesso di macchine, dispositivi od apparecchi, attraverso cui viene fatto fluire il materiale lavorato dalla linea di produzione e che può operare una lavorazione sul materiale, oppure semplicemente, uno spostamento, un accumulo o qualunque altra operazione inerente genericamente al processo produttivo.

In sostanza, l'invenzione prevede un metodo di controllo di una pluralità di unità operative organizzate in una linea di produzione, in specie ma non esclusivamente una linea di trasformazione della carta, in cui:

• ad almeno una unità operativa della linea viene associato un nodo con almeno una connessione a valle ed una connessione a monte;

• il nodo riceve in ingresso sulla o sulle connessioni a valle un flusso informativo corrispondente ad una richiesta di materiale dalla porzione di linea a valle della unità operativa a cui il nodo è associato;

• il nodo trasmette sulla propria connessione a monte un flusso informativo trasformato in funzione di un vincolo assegnato a detto nodo, detto vincolo corrispondendo ad un vincolo di funzionamento dell'unità operativa a cui detto nodo è associato;

<• >il nodo riceve, sulla propria connessione a monte, una informazione corrispondente alla disponibilità di materiale dalla porzione della linea a monte verso l'unità operativa a cui è associato detto nodo, ed assegna alla corrispondente unità operativa una condizione operativa effettiva tale per cui l’unità operativa assorbe il minimo tra il flusso di materiale in arrivo dalla sezione a monte ed il massimo flusso di materiale che l'unità operativa può assorbire in base a detto vincolo di funzionamento;

• il nodo invia su detta almeno una connessione a valle un valore indicativo della quantità di materiale che l'unità operativa a cui esso è associato può fornire alle unità a valle.

In pratica, ad ogni unità operativa della linea può essere associato un rispettivo nodo, che viene caratterizzato da un vincolo corrispondente ad un vincolo operativo della rispettiva unità operativa, ad esempio la velocità produttiva massima dell'unità stessa.

In pratica, si ottiene così una struttura (ad albero se ciascun nodo presenta una sola connessione verso monte), costituita da nodi rappresentanti le singole unità operative. Lungo l'albero si propaga un flusso informativo dai nodi terminali a valle verso il nodo radice. Il flusso informativo subisce una trasformazione, in pratica un filtraggio, da ciascun nodo. Questa operazione di trasformazione modifica il flusso informativo tra l'ingresso a valle e l'uscita a monte. Il flusso informativo che il nodo propaga verso monte rappresenta la richiesta di materiale verso la sezione a monte. Questa richiesta viene in pratica filtrata tramite il limite operativo {il vincolo) assegnato al nodo in funzione del corrispondente limite operativo della unità opérativa a cui esso è associato. In risposta ciascun nodo riceve da monte un flusso informativo caratterizzante la disponibilità di materiale dalla porzione di linea a monte e di conseguenza imposta una condizione operativa propria, a cui viene fatta corrispondere una condizione operativa dell’unità a cui il nodo è associato.

Si ottiene in questo modo, come verrà più chiaramente illustrato in seguito, una armonizzazione delle condizioni operative delle varie unità, ed in particolare una armonizzazione delle velocità operative.

In una pratica forma di attuazione dell’invenzione si prevede un metodo in cui:

• a ciascuna unità operativa viene associato un nodo con almeno una connessione a monte ed almeno una connessione a valle, i nodi essendo tra loro collegati tramite dette connessioni in modo corrispondente alla connessione reciproca delle unità operative lungo la linea; • ad alcuni almeno di detti nodi viene assegnato almeno un vincolo corrispondente ad un vincolo di funzionamento della rispettiva unità operativa, il quale determina una produttività massima raggiungibile dal nodo;

* ad almeno una connessione a valle di ciascun nodo, escluso i nodi terminali a valle rispetto al flusso di materiale, viene fornito un valore corrispondente alla richiesta di materiale da parte del nodo collegato a detta almeno una connessione a valle; ;* ciascun nodo, ad esclusione del nodo terminale a monte rispetto al flusso di materiale, invia al nodo collegato alla sua connessione a monte un valore corrispondente alla somma delle richieste sulle proprie connessioni a valle, oppure il valore della produttività massima raggiungibile dal nodo in base al proprio vincolo se questo è assegnato e se la produttività massima raggiungibile è minore della somma delle richieste;

<■ >ciascun nodo, ad esclusione del nodo terminale a monte, riceve alla propria connessione a monte un valore indicativo della quantità di materiale che il nodo a monte può inviargli;

• a ciascun nodo viene assegnata una condizione operativa effettiva che consente al nodo stesso di smaltire un flusso di materiale pari al minimo tra il valore che detto nodo invia al nodo a monte ed il valore che detto nodo riceve dal nodo a monte, la quale condizione operativa effettiva viene assegnata alla unità operativa a cui il nodo è associato.

Il sistema costituito dalle singole unità operative viene cosi gestito da un elaboratore centrale (o da una rete di elaboratori, o da un elaboratore centrale e da unità di controllo locali o da altre combinazioni di unità programmabili in genere), con cui viene eseguito un programma che attua il metodo sopra sintetizzato.

Secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione, quando un nodo riceve richieste su due o più connessioni a valle, la cui somma è superiore alla velocità operativa effettiva che ad esso venga assegnata, si può prevedere che la quantità di materiale che il nodo può fornire ai nodi collegati alle connessioni a valle venga ripartita in modo proporzionale alle rispettive richieste.

.Quando la linea di lavorazione prevede un polmone di accumulo, a questo può essere associato un nodo che presenta parametri aggiuntivi rispetto ai parametri degli altri nodi, ad esempio un parametro indicativo del grado di riempimento del polmone, ed eventualmente due limiti di massimo e minimo riempimento. In questo modo, come apparirà chiaro dalla descrizione che segue, è possibile introdurre nel sistema di controllo la flessibilità offerta dal polmone, che può fornire in uscita una quantità di materiale {una portata di materialè) superiore a quella che riceve in ingresso, per supplire ad una richiesta ■superiore a quella che può essere fornita dal nodo a raonte. Il sistema può anche tener conto della possibilità di riempire il polmone nelle fasi in cui il nodo a monte può fornire una quantità di materiale maggiore rispetto a quella complessivamente richiesta in uscita dal polmone.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di attuazione del sistema e del metodo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni.

Breve descrizione dei disegni

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una possibile forma di attuazione non limitativa del trovato stesso. Più in particolare, mostrano: la

Fig.l schematicamente una linea di trasformazione della carta per produrre rotolini di carta a partire da bobine di largo diametro; e le

Figg. 2 a 13 uno schema a blocchi illustrativo del metodo di controllo delle macchine della linea di Fig.l in varie condizioni operative

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione L'invenzione verrà qui descritta con riferimento ad una sua applicazione pratica ad una linea di trasformazione della carta, per la produzione di rotolini di materiale nastriforme .avvolto, ad esempio rotolini di carta igienica. In questo esempio i vincoli delle unità opera-• tive sono principalmente vincoli di velocità di funzionamento, e così anche i corrispondenti vincoli assegnati ai nodi. L'invenzione, peraltro, non deve intendersi limitata a questa ipotesi, in quanto i vincoli di funzionamento delle unità operative possono essere diversi dal semplice vincolo di velocità massima. Inoltre, per vincolo si deve intendere genericamente un vincolo complesso, ad esempio costituito da più condizioni che devono essere rispettate durante il funzionamento della unità operativa. Questi vincoli possono, à loro volta, essere funzione delle condizioni operative della linea. Essi saranno generalmente pre-impostati od anche impostabili dall'operatore. Ad esempio, quando il vincolo è un semplice vincolo di velocità massima, questa nella linea di trasformazione della carta può essere imposta in funzione del tipo di prodotto che si desidera ottenere, del tipo e della qualità del materiale semilavorato di partenza, delle condizioni di qualità che si devono rispettare nel prodotto finito, o di altri parametri.

In Fig.l è mostrata schematicamente una linea di trasformazione della carta, comprendente una sezione di ribobinatura genericamente indicata con I e comprendente, in modo di per sé noto, almeno uno svolgitore, una ribobinatrice (schematicamente indicata con 5) ed un incollatore, oltre ad eventuali gruppi intermedi di goffratura, mollettatura e/o stampa disposti tra lo svolgitore e la ribobinatrice. Nella sezione di ribobinatura vengono generati log L di materiale avvolto, erogato da una o più bobine di cartiera. Le velocità dei singoli gruppi o macchine della sezione 1 sono regolati in funzione della velocità della ribobinatrice e questa viene a sua volta controllata nel modo che verrà descritto nel seguito.

A valle della sezione di ribobinatura 1, la linea prevede un polmone di accumulo 9, dove i log L provenienti dalla sezione di ribobinatura vengono accolti in una pluralità di culle o sedi portate da catene disposte secondo un percorso di avanzamento opportuno. Dal polmone 9 i log L vengono alimentati alle sezioni a valle eventualmente con una velocità di uscita diversa dalla velocità di ingresso del prodotto nel polmone.

I log provenienti dal polmone 9 vengono poi alimentati lungo due distinti percorsi in parallelo all'una od all'altra di due troncatrici 11 e 13. Queste tagliano i log in rotolini R, i quali sono poi alimentati da ciascuna troncatrice 11, 13 ad una rispettiva confezionatrice 15, 17. Le confezioni prodotte dalle confezionatrici 15, 17 sono ulteriormente alimentate a macchine insaccatrici e da qui ad altre stazioni non mostrate.

I singoli gruppi e le singole macchine della linea sommariamente descritta possono essere qualsiasi ed il trasporto del materiale (log, rotolini, confezioni) tra una unità operativa alla successiva viene ottenuto tramite nastri trasportatori od altro tipo di convogliatori di per sé noto e non illustrato.

Le varie unità operative disposte lungo la linea possono avere ciascuna una propria velocità variabile nel tempo ad esempio in funzione del tipo di materiale (spessore della carta, dimensioni dei rotolini da produrre, presenza o meno di goffrature, stampe ed altro) od in dipendenza di fattori di disturbo che possono comportare la necessità di rallentare l'una o l'altra unità operativa lungo la linea.

Inoltre, le unità operative lungo la linea presentano ciascuna rispettivi vincoli di funzionamento, tipicamente rappresentati da una velocità massima di lavoro.

II problema che l'invenzione si prefigge di risolvere in questo esempio di attuazione è quello di armonizzare il funzionamento delle varie unità operative lungo la linea in modo da ottenere un funzionamento il più regolare possibile nel tempo e la maggiore possibile produttività in funzione delle condizioni operative che via via si presentano.

Il principio su cui si basa il mètodo della presente invenzione può essere meglio esposto con riferimento ai diagrammi delle Figg. 2 a 13, dove è mostrata una struttura ad albero che riproduce concettualmente la linea di lavorazione schematicamente illustrata in Fig.l. La struttura ad albero presenta una pluralità di nodi tra loro collegati da percorsi logici bidirezionali di informazione, nel modo che verrà descritto in dettaglio nel seguito. Ciascun nodo presenta almeno una connessione a valle, cioè verso un nodo a valle, ed almeno una connessione a monte, cioè verso un nodo a monte. I nodi terminali a valle (non mostrati in figura), cioè quelli dove termina la linea e da cui esce il materiale lavorato, possono presentare la connessione a valle chiusa su sé stessa, oppure possono ricevere sulla propria connessione a valle una informazione corrispondente alla richiesta di materiale proveniente da una unità a valle della linea. Alternativamente, ciascun nodo terminale a valle può ricevere sulla propria connessione a valle il valore corrispondente alla propria massima velocità produttiva, cioè il valore del proprio vincolo (Vmax).

Analogamente accade per il nodo terminale a monte, indicato come nodo 1. Nell'esempio illustrato esso ha una connessione a monte chiusa su sé stessa, ma potrebbe ricevere in ingresso a monte un valore corrispondente alla portata di materiale ricevuto da una unità a monte della linea, oppure potrebbe ricévere a monte il valore corrispondente alla propria velocità massima (Vmax).

Nelle varie figure sono mostrate diverse condizioni di lavoro della linea per illustrare il comportamento del sistema costituito dalle varie unità operative rappresentate dai singoli nodi quando il sistema viene controllato con il metodo della presente invenzione.

Nelle Figg. 2 a 13 i vari componenti della linea sono rappresentati da nodi secondo la seguente corrispondenza:

• il nodo 1 rappresenta complessivamente la sezione di ribobinatura, dallo svolgitore all'incollatore. Questo complesso di apparecchiature viene individuato come un unico nodo e quindi come un'unica unità operativa in quanto esso è caratterizzato da una singola velocità, determinata dalla ribobinatrice 5;

• i nodi 2 e 3 rappresentano le due troncatrici 11 e 13;

• i nodi 4 e 5 rappresentano le confezionatrici 15 e 17;

· il polmone 9 è rappresentato da un nodo-polmone.

I diagrammi delle Figg. 2 a 13 mostrano che la struttura ad albero prosegue con linee di uscita dai nodi 4 e 5, verso altri nodi non mostrati, rappresentativi delle macchine a valle delle confezionatrici 15 e 17.

Ciascuno dei nodi 2 a 5 ed il nodo-polmone presentano una connessione a monte (nel seguito denominata anche ingresso), e tre connessioni a valle (nel seguito denominate anche uscite), dì cui solo una è utilizzata per i nodi 2 a 5, mentre due sono utilizzate per il nodopolmone. Ciò corrisponde al fatto che nella linea rappresentata nelle figure il polmone alimenta due distinti percorsi, verso le due troncatrici 11 e 13, mentre ciascuna delle restanti macchine alimenta il prodotto in uscita ad un solo percorso.

Per ciascun nodo 1-5 nei diagrammi delle Figg. 2 a 13 è indicata una velocità effettiva di lavoro (Veff) ed una velocità massima {Vmax). La velocità effettiva Veff indica la velocità operativa a cui il sistema porta il singolo nodo in funzione delle condizioni operative della linea, mentre la velocità massima Vmax rappresenta la massima velocità che il nodo (cioè la rispettiva unità Operativa di cui il nodo è la rappresentazione) può raggiungere. Questa velocità massima è quindi un vincolo tipico di ciascun nodo. Nella pratica, ciascuna unità operativa rappresentata dai vari nodi tende a raggiungere la velocità effettiva Veff secondo una rampa di accelerazione o decelerazione che può variare in funzione del tipo di macchina che compone l'unità operativa. La Vmax può cambiare ad esempio in funzione del tipo di prodotto. Essa è un vincolo dinamico, che può essere di volta in volta assegnato, come sopra indicato, in funzione di varie considerazioni, anche determinate dalla qualità del prodotto finale. Nell'esempio nel seguito discusso si trascura questo effetto e si farà riferimento semplicemente ad una velocità effettiva di lavoro, con ciò intendendosi la velocità che il sistema assegna all'unità operativa e che può essere effettivamente raggiunta in tempi più o meno lunghi dal nodo.

Per ciascun nodo viene anche indicato il parametro "reqTot", indicativo della richiesta totale di prodotto al nodo, cioè la richiesta che ciascun nodo riceve dal o dai nodi immediatamente a valle.

Per semplicità di rappresentazione e per più facile comprensione del metodo di controllo qui descritto, le varie velocità sono espresse in una unica unità di misura, ad esempio in log/minuto. In realtà, ciascun nodo sarà caratterizzato da una velocità effettiva e da una velocità massima che dovranno essere espresse in una unità di misura che dipende dalla specifica macchina di cui il nodo è la rappresentazione logica. Ad esempio, per i nodi 2 e 3, rappresentativi di due troncatrici, le velocità saranno espresse in tagli/minuto o più precisamente in battute/minuto, dove per battuta si intende ogni singolo passaggio di una lama di taglio nella posizione di taglio. Per i nodi 4 e 5 l'unità di misura della velocità sara espressa in confezioni/minuto. Ciascuna di queste unità di misura può essere riportata all'unità log/minuto, conoscendo il numero di rotolini per confezione, il numero di battute per log ed il numero di canali su cui lavora la troncatrice.

Nel seguito verrà fatto riferimento a velocità operative ed a quantità di materiale richiesto. Per quantità si intende, come apparirà chiaro dal contesto, una quan-tità per unità di tempo e quindi in sostanza una velocità di alimentazione ovvero una portata di materiale, od ancora una produttività. I valori numerici indicati sono meramente esemplificativi e non necessariamente corrispondenti o proporzionali a valori realmente raggiungibili dalle macchine.

II nodo-polmone 9 è caratterizzato da un numero maggiore di parametri e più esattamente:

• Vieff: velocità attuale di ingresso, cioè velocità (portata in log/minuto) con cui il polmone riceve i log in ingresso;

· Vueff: velocità effettiva di uscita, cioè portata di materiale con cui il polmone alimenta i log sulle varie uscite (somma delle varie uscite);

• Vimax: massima portata (velocità) in ingresso;

• Vumax: massima portata (velocità) in uscita.

II nodo-polmone è caratterizzato da velocità di ingresso e di uscita distinte, in quanto in esso si ha un accumulo variabile di log. Più esattamente (ed in modo di per sé noto) il polmone'può ricevere in ingresso un numero di log/minuto maggiore o minore di quello in uscita con una conseguente variazione del numero di log temporaneamente accumulati nel polmóne..

Il polmone è inoltre caratterizzato da altri parametri così definiti:

• livello: numero di log istantaneamente presenti nel polmone;

• livello%: percentuale di riempimento del polmone;

• margineTOP%: livello percentuale massimo di riempimento .raggiungibile. Nei vari diagrammi questo valore è indicato pari a 33, il che significa che l'intero sistema viene gestito in modo da lasciare sempre il 33% del polmone vuoto;

■ margineBOT%: livello percentuale minimo di riempimento raggiungibile. Nei vari diagrammi questo valore è indicato pari a 33, il che significa che l'intero sistema viene gestito in modo tale da avere almeno un terzo del polmone pieno di log.

Nei diagrammi delle Figg.2 a.13 ai vari nodi, escluso il nodo-polmone, è associato anche un grafico che mostra l'andamento nel tempo della velocità effettiva del nodo (Veff) e della disponibilità di prodotto proveniente dal nodo a monte cioè della massima velocità di alimentazione del prodotto che il nodo a monte può fornire (curva M).

In Fig.2 è mostrata una situazione di equilibrio in cui i vari nodi lavorano come segue. Il nodo 4 riceve una richiesta (da un singolo nodo a valle di esso, non mostrato, collegato alla sua prima connessione a valle, o uscita) una richiesta di 300. Si ha pertanto, per il nodo 4: reqTot=300.

II nodo 4 è caratterizzato da una velocità massima (Vmax) pari a 200. Poiché la richiesta totale al nodo 4 è superiore a Vmax del nodo 4, quest'ultimo richiederà al nodo a monte la portata massima di prodotto che il nodo 4 stesso può smaltire, cioè 200. Questa informazione viene propagata dal nodo 4 verso la radice dell'albero, cioè verso il nodo 2 che si trova a monte, attraverso la rispettiva connessione a monte del nodo 4. E' quindi chiaro che l'informazione che il nodo 4 (ed in modo analogo gli altri nodi) propagano verso monte è il valore minimo tra la richiesta totale reqTot al nodo e la velocità massima di produzione (Vmax) del nodo stesso.

Nell'istante illustrato in Fig.2, il nodo 5 riceve una richiesta nulla (reqTot=0). Ciò significa che le macchine a valle della confezionatrice 17 rappresentata dal nodo 5 è presumibilmente ferma, oppure che il nastro convogliatòre che preleva il prodotto dalla confezionatrice 17 è saturo, ad esempio a causa di una precedente situazione di accumulo.

La richiesta di 200 dal nodo 4 viene ricevuta dal nodo 2 a monte di esso. Poiché quest’ultimo ha una velocità massima Vmax=150, esso - pur ricevendo una richiesta totale reqTot=200 - propagherà a monte verso il polmone una richiesta di 150, cioè pari alla sua velocità massima. Il nodo 3 non propaga alcuna richiesta verso il polmone.

Conseguentemente, la richiesta totale al nodopolmone è pari a 150. Questa richiesta, essendo inferiore alle velocità massime di ingresso e di uscita (Vimax e Vumax) del nodo-polmone, viene propagata tal quale fino al nodo 1, rappresentativo della radice dell'albero.

La richiesta ricevuta dal nodo 1 è inferiore alla velocità massima di produzione di quest'ultimo (Vmax=600). Pertanto, la richiesta totale (reqTot=150) ricevuta dal nodo 1 può essere soddisfatta. Questa informazione viene propagata dal nodo 1 verso il nodo-polmone. Di conseguenza, il nodo-polmone opera ad una velocità di ingresso pari a 150(Vieff=150); esso, cioè assorbe una quantità di 150 log/minuto in ingresso.

Nell'istante temporale rappresentato in Fig.2 il polmone è pieno per il 66% (massimo livello di riempimento impostato), e contiene esemplificativamente 133 log (livello=133). Esso è quindi in grado di fornire al nodo a valle una quantità di log maggiore di quella richiesta effettivamente dal nodo.

La portata di prodotto che il nodo-polmone può fornire al nodo a valle è determinata con un algoritmo opportuno, che tenga conto del grado di riempimento del polmone. Ad esempio, si può adottare un funzione lineare, in base alla quale la quantità in sovrappiù che il nodopolmone può erogare a valle varia linearmente con il grado di riempimento e sarà massima quando livello%=margineTOP% (livello al massimo accettabile) e nulla quando livello%=margineBOT% (livello al minimo accettabile). I valori margineTOP% e margine B0T% vengono,assegnati considerando che le macchine a monte ed a valle del polmone possono in pratica lavorare a velocità leggermente diverse da quelle teoricamente assegnate dal sistema di controllo. Se la sezione di ribobinatura, ad esempio, lavora ad una velocità di 1-2% superiore a quella assegnata dal sistema di controllo, il polmone riceverà in ingresso una quantità maggiore di materiale rispetto a quella teoricamente assegnata. Questa maggiore portata viene immagazzinata, quando il livello del polmone è pari a margineTOP%, nella parte residua del polmone, nel caso in esame nel residuo 33%. Il metodo di controllo tiene conto di questa eccedenza e fa in modo che la richiesta del polmone verso il nodo 1 a monte si riduca, divenendo inferiore alla somma delle richieste provenienti da valle. Analogamente, nel caso inverso se il livello scende al di sotto del margineBOT%, la disponibilità verso valle diminuirà in modo proporzionale per ripristinare le condizioni di livello minimo. In altre parole, il sistema è autoregolante.

In definitiva, il nodo-polmone fornisce al nodo 2 a valle di esso l’informazione che esso è in grado di erogare 250 log/minuto. Il nodo 2 a sua volta lavora alla velocità di 150 log/min, che rappresenta il massimo tra: • la richiesta (150) propagata dal nodo 2 verso monte e • il valore propagato da monte verso il nodo 2 stesso (250).

Per il nodo 2, nella condizione operativa rappresentata in Fig.2, risulta quindi Veff=Vmax=150. Questo valore è anche il valore che il nodo 2 stesso propaga verso il nodo 4 a valle di esso.

Conseguentemente il nodo 4 imposta la propria velocità di lavoro (Veff) a 150, ovvero ancora al valore minimo tra:

• la richiesta (200) propagata verso monte e

• il valore della quantità disponibile proveniente del nodo 2 a monte (150).

Conseguentemente, il valore che il nodo 4 propaga a valle sulla propria prima uscita sarà pari a 150. Il nodo a valle (non mostrato) imposterà la propria velocità operativa a 150, cioè al minimo tra i valori 300 (richiesta propagata a monte verso il nodo 4) e 150 (quantità nel tempo di prodotto reso disponibile dal nodo 4).

Tutti i nodi che ricevono in ingresso una richiesta nulla propagano a monte una richiesta parimenti nulla (nodi 5 e 3).

II nodo 1, rappresentante la radice dell’albero, presenta una connessione a monte chiusa su sé stessa, sulla quale viene immesso un dato corrispondente alla quantità (log/min) richiesta dal nodo a valle. Questa è una delle possibili scelte per gestire l'ingresso del nodo iniziale dell’albero. In alternativa, sulla connessione a monte può essere presente, come dato costante, la velocità massima Vmax del nodo, cioè il vincolo del nodo iniziale (in questo caso 600). L'intero sistema si comporta nello stesso modo illustrato in precedenza.

Infatti, poiché la richiesta proveniente dal nodopolmone è pari a 150, la velocità effettiva a cui il sistema farà tendere il nodo 1 è sempre pari a 150.

In alternativa, se all'unità operativa rappresentata dal nodo 1 è previsto un ingresso di materiale, ad esempio proveniente da una linea a monte, con una velocità nota, quest’ultima può essere utilizzata come dato di ingresso alla connessione a monte del nodo 1.

Analogamente, per quanto riguarda i nodi terminali dell'albero, i dati rappresentativi della richiesta proveniente da valle possono essere impostati in vario modo. Una prima alternativa prevede la presenza di una.lìnea a valle o comunque di una richiesta,determinata da particolari-condizioni a valle. In tal caso sarà la richiesta proveniente da valle ad essere inviata alla corrispondente connessione del nodo terminale dell’albero in questione. Alternativamente, può essere impostato come dato sulla connessione a valle il valore della velocità massima del nodo terminale.

Nel diagramma di Fig.2 è "previsto che ciascun-nodo (ad eccezione del nodo-polmone) propaghi a valle un valore pari alla velocità effettiva.che il sistema assegna al nodo stesso. In sostanza,,ciascun nodo fornisce a valle un valore costituente la conferma della disponibilità di materiale, corrispondente, alla portata effettivamente prodotta dal nodo stesso.

Tuttavia, ciò non è indispensabile. Infatti, si può in alternativa prevedere che ciascun nodo propaghi a valle come conferma un valore corrispondente al minimo tra la propria velocità massima (cioè la massima produttività che il nodo può raggiungere), e la conferma ricevuta dal nodo a monte (cioè la disponibilità di materiale offerta dal nodo a monte). In questo modo, su qualunque connessione a monte di qualunque nodo si avranno due valori: il primo rappresentativo della richiesta di materiale verso il nodo a monte e il secondo rappresentativo della massima offerta di materiale che il nodo può ricevere da monte. Uno squilibrio tra questi due valori, in assenza di un fattore temporaneo, come ad esempio l'arresto temporaneo di una unità operativa, diviene indice di un errato dimensionamento della linea. In questo modo il metodo qui descritto può essere utilizzato anche per effettuare simulazioni in fase di progettazione della linea.

Come si comprenderà dalla spiegazione precedente relativa alla logica di funzionamento, anche in questa seconda modalità operativa la velocità operativa effettiva (Veff) che il sistema assegnerà ai singoli nodi verrà determinata nello stesso modo e sarà la stessa di quella ottenuta nell'esempio di Fig.2. Ciò in quanto comunque la richiesta di ciascun nodo al nodo a monte è filtrata tramite il vincolo del nodo stesso.

La sequenza di Figg. 3 a 7 mostra cosa accade nel sistema di regolazione e conseguentemente nella linea di lavorazione quando varia una delle condizioni di lavoro di un nodo, e più in particolare quando uno dei nodi a valle (non mostrati) riducono la propria richiesta (cioè quando l'unità operativa corrispondente a detto nodo diminuisce la propria velocità). I valori dei singoli parametri caratterizzanti i vari nodi (Vmax; Vimax; Vumax) sono diversi da quelli dell'esempio di Fig.2 e sono esplicitati nei diagrammi, insieme ai valori delle richieste ai singoli nodi e delle disponibilità dei singoli nodi verso i nodi a valle.

Così, il nodo 4 riceve una richiesta di 500 da valle e, avendo una velocità massima di 300, propaga al nodo 2 una richiesta di 300. Il nodo 5 riceve una richiesta di 400 e, avendo anch'esso una velocità massima di 300, propaga al nodo 3 una richiesta di'300. I due nodi 2 e 3 hanno entrambi una velocità massima pari alla richiesta ricevuta e quindi propagheranno tale richiesta ·(300) al nodo-polmone .

Il nodo-polmone si trova quasi in condizioni di minimo riempimento (livello%=34). Esso, quindi, pur ricevendo da valle una richiesta totale reqTot=300+300=600, propagherà al nodo 1 (radice dell'albero) una richiesta di 698. Questo surplus richiesto al nodo 1 serve per consentire al polmone di riempirsi, sempre che la richiesta possa essere soddisfatta dal nodo 1 a monte.

Nell’esempio illustrato in Fig.3, tuttavia, il nodo 1 ha una velocità massima di 500. Ricevendo una richiesta totale di 698, propagherà verso valle, cioè verso il nodo-polmòne, l'informazione secondo cui la quantità da esso messa a disposizione sarà pari a 500: il massimo della propria produttività.

Il nodo-polmone, avendo sulle due connessioni a valle richieste uguali (300) dividerà la disponibilità (500) in due parti uguali che propagherà;a valle verso i nodi 2 e 3. Come ,mostrato nel grafico, il valore propagato a valle dal nodo-polmone sulle due linee verso i nodi 2 e 3 è pari a 251 ovvero un'unità di più rispetto alla metà della disponibilità offerta dal nodo 1. Ciò corrisponde al fatto che il polmone, pur essendo pieno solo per il 34%, può ancora alimentare verso valle una quantità di log complessivamente superiore a quella che riceve in ingresso. Come già accennato con riferimento alla situazione di Fig.2, il surplus è determinato dal programma in base ai parametri impostati,in modo da tener conto della scorta ancora disponibile nel polmone.

I nodi 2 e 3 (cioè le unità operative rappresentate da;tali nodi dell'albero) verranno di conseguenza ad operare ad una velocità pari al minimo tra il valore della richiesta propagata verso monte e il valore reso disponibile dal nodo a monte, cioè ciascuno assumerà il valore Veff=251. Questo sarà di conseguenza anche il valore della velocità effettiva a cui lavoreranno le unità operative rappresentate dai nodi 4 e 5. Ciò in quanto entrambi i nodi 4 e 5 hanno una velocità massima (Vmax) superiore a quella a cui viene alimentato il materiale dai nodi 2 e 3.

I nodi a valle riceveranno il prodotto ad una velocità equivalente a 251 (log/min), a fronte di una richiesta di 500 (al nodo 4) e di 400 (al nodo 5) rispettivamente. Ciò significa, in sostanza, che le unità operative a valle dovranno lavorare ad una velocità inferiore rispetto a quella che potrebbero effettivamente raggiungere in questo momento.

In Fig.4 e nelle successive è mostrato come il sistema di Fig.3 viene perturbato da una modifica della richiesta proveniente dai nodi a valle (non mostrati) e come esso si adatta alla nuova situazione.

Più in particolare, secondo quanto mostrato in Fig.4, mentre dal nodo a valle del nodo 4 proviene sempre la stessa richiesta di 500, il nodo a valle del nodo 5 riduce istantaneamente la richiesta da 400 a 100. Le Figg.4, 5, 6 e 7 mostrano come il sistema modifica le velocità (Veff) dei vari nodi e quindi delle varie unità operative ad essi corrispondenti, in conseguenza di questa ridotta richiesta. La Fig.7 mostra la nuova situazione di equilibrio.

Senza dover descrivere in dettaglio la situazione illustrata in ciascuna delle Figgi 4 a 7, è chiaro dall'esame sequenziale delle figure stesse che la riduzione di richiesta proveniente da valle al nodo 5 provoca (esaminando l'albero partendo dalla radice, cioè dal nodo

1):

· una graduale riduzione della velocità del nodo 1 (da 500 a 402);

• il graduale riempimento del nodo-polmone fino al 66%; • la riduzione della velocità del nodo 3 e del nodo 5 (fino al valore della richiesta di 100 proveniente da valle);

• l'aumento della velocità del nodo 2 e del nodo 4 fino al valore massimo ammissibile per il nodo 4 (300).

Le Figg.8 a 11 mostrano una nuova variazione delle condizioni di funzionamento della linea. Più in particolare in Fig.8 si vede come, partendo da una situazione di equilibrio corrispondente a quella della Fig.7, si verifica un arresto della sezione di ribobinatura, cioè un calo a zero della velocità massima del nodo 1. Questa situazione può simulare la fase di cambio bobina nella sezione di ribobinatura. Le richieste, provenienti da valle ai nodi 4 e 5 rimangono uguali a quelle della precedente situazione (Fig.7). Tuttavia, poiché il nodo 1 non è in grado di fornire materiale, i nodi 2 e 3 devono rallentare la propria velocità di funzionamento, lavorando sul materiale che il nodo polmone (inizialmente pieno per il . 66% della propria capienza) è in grado di fornire. Poiché la richiesta totale proveniente dai nodi 2 e 3 al nodopolmone è di 300 e 100 rispettivamente, il nodo-polmone divide in modo proporzionale la quantità di materiale disponibile, fornendo 66 log/min al,nodo 2 e 22 log/min al nodo 3. La velocità dei nodi 4 e 5 viene ridotta di conseguenza.

Poiché il materiale in lavorazione fornito ai nodi 2 è 3 proviene interamente,dalla scorta del nodo-polmone, al cui ingresso non viene fornito alcun prodotto in conseguenza dell'arresto del nodo 1, il livello dèi nodopolmone cala gradualmente (Figg.9 e 10) con una conseguente graduale è proporzionale riduzione della portata di materiale fornita dal nodo-polmone ai nodi 2 e 3, e quindi della portata di materiale fornita da questi ultimi ai nòdi 4 e 5 e da questi a valle. I grafici associati ai vari nodi mostrano il.graduale calo di velocità nel tempo dei singoli nodi.

In Fig.il il livellò di scorta nel nodo-polmone ha raggiunto il 33% e quindi, essendo questo il livello minimo che il nodo-polmone può raggiungere per come è stato impostato il parametro livelloBOT%, il nodo-polmone cessa di fornire materiale ai nodi a valle, i quali si fermano.

Le Figg. 12 e 13.mostra ancora una diversa situazione di funzionamento della linea, con i nodi a valle dei nodi 4 e 5 che richiedono una portata di 500 e 400 rispettivamente. Questa comporta una richiesta di 300 dai nodi 4 e 5 (corrispondente alla loro massima velocità operativa) ai nodi 2 e 3 a monte. Inoltre, il nodopolmone è al livello di minimo riempimento e contribuisce alla richiesta di materiale al nodo 1. Complessivamente, quindi, questo riceve una richiesta di 698, di cui 600 derivante dalla richiesta di materiale dai nodi 2 e 3 a valle e di 98 da parte del nodo-polmone per il proprio riempimento.

Poiché la velocità massima del nodo 1 è, in questo caso, pari a 200, questa sarà la velocità a cui esso verrà fatto lavorare. Ne consegue una disponibilità marcatamente inferiore alla richiesta per i nodi 2 e 3.e 4 e 5, che ricevono ciascuno una portata di 101.

In Fig.13 la richiesta al nodo 5 cessa improvvisamente, ad esempio per un guasto nelle macchine a valle. Conseguentemente si ha una riduzione della richiesta globale al nodo 1, che peraltro rimane ancora superiore (399) rispetto alla velocità massima che quest'ultimo può raggiungere (200). Pertanto, la portata fornita al nodo 2 e da qui al nodo 4 è ancora inferiore (201) rispetto alla richiesta (300), ma comunque superiore alla precedente. Il nodo-polmone fornisce una portata di 201 in uscita, ricevendo una portata in ingresso di 200, a causa del fatto che esso non è ancora al minimo livello di riempimento (si trova al 34% anziché al minimo del 33%).

Da quanto sopra esposto. risulta chiaro che il metodo di regolazione e di armonizzazione del funzionamento delle varie unità operative collegate in linea consente di controllare la velocità operativa di ciascuna unità in modo ottimale ed armonizzato con le condizioni delle altre unità e nel rispetto dei singoli vincoli (velocità massime) che caratterizzano i nodi rappresentativi delle varie unità. Ne consegue la possibilità di portare ciascuna unità operativa a lavorare alla massima velocità effettivamente utile in ciascun istante operativo, evitando che le varie unità operino a velocità superiori a quelle effettivamente necessarie per massimizzare la produzione globale della linea.

Il metodo della presente invenzione è stato illustrato con riferimento ad una struttura esemplificativa della linea di lavorazione. Questa può variare sia per disposizione che per numero e tipo di macchine. Se necessario, è anche possibile inserire nella struttura ad albero nodi rappresentativi dei nastri trasportatori o di altri tipi di convogliatore presenti nella linea, che possono essere gestiti come polmoni intermedi, in considerazione del fatto che su di essi è comunque presente una quantità di materiale che può servire a mantenere il flusso alle macchine a valle in caso di calo temporaneo della produzione a monte, oppure ad accumulare un eccesso di materiale proveniente da monte in presenza di un calo della richiesta da valle.

II principio della presente invenzione può anche applicarsi a strutture che non sono rigorosamente strutture ad albero, cioè dove uno o più nodi presentano più di uria connessione verso i nodi a monte.

Il metodo della presente invenzione può applicarsi a linee di qualunque configurazione e dimensione e ciascun nodo può essere inserito e gestito semplicemente conoscendo od assegnando ad esso il parametro rappresentativo della sua velocità massima (vincolo del nodo).

Nell'esempio dettagliato illustrato nelle figure 2 a 13 si è ipotizzato che ciascuno dei nodi 1 a 5 sia caratterizzato da un vincolo corrispondente alla velocità massima della corrispondente unità operativa. Tuttavia, questa non è l'unica ipotesi che può presentarsi nella attuazione del metodo della presente invenzione. Il vincolo di ciascun nodo può essere anche complesso ed esprimere una più articolata serie di condizioni che nel loro complesso formano un vincolo di funzionamento della corrispondente unità operativa.

Ad esempio, una o più delle macchine troncatrici della linea possono essere caratterizzate da una pluralità di canali, ad esempio quattro canali, in parallelo, su cui vengono alimentati i log secondò una certa cadenza. Si può prevedere che due canali della troncatrice alimentino una prima confezionatrice a valle e gli altri due canali alimentino una seconda confezionatrice. I log vengono alimentati alle due coppie di canali con un sistema che invia i log in arrivo all'una od all'altra delle due coppie secondo cadenze in funzione delle richieste delle due confezionatrici a valle. In questo caso, la macchina troncatrice sarà caratterizzata da una velocità massima pari alla cadenza massima di taglio. Inoltre, sulle due uscite verso le due confezionatrici saranno inviate richieste diverse, dipendenti dalle condizioni di funzionamento delle confezionatrici stesse.

Supponendo che la velocità massima della troncatrice sia di.300 per ciascuna coppia di canali, la sua velocità produttiva massima sarà di 600. Tuttavia, questa potrà essere raggiunta solo in caso di richieste uguali da parte delle due confezionatrici. Se, viceversa, si presentano richieste di 350 e 200 dalle due confezionatrici, la produttività della troncatrice non potrà soddisfare per intero le richieste, in quanto sull'uscita con richiesta 350 si potrà fornire solo una portata di 300. Pertanto, la richiesta complessiva che la troncatrice propagherà a monte sarà 500 e non 550.

La macchina troncatrice è in questo caso caratterizzata da un vincolo di funzionamento più complesso che non una semplice velocità massima di funzionamento. La macchina ed il suo vincolo di funzionamento verranno rappresentati nel metodo dell'invenzione da un nodo e da un suo vincolo che, parimenti, non sarà costituito da una semplice velocità massima, bensì da un vincolo più complesso ed articolato definito da condizioni logiche e che dipende dalle richieste provenienti dalle unità a valle.

Ancora, ciascuna unità operativa od alcune di esse potrebbero essere caratterizzate da una più o meno limitata capacità di accumulo, oltre che da una velocità operativa massima, oppure anche solo da una capacità di accumulo.. In questo caso il vincolo funzionale sarà più complesso che non un semplice valore di massima velocità operativa e potrà tener conto - come descritto in ciò che precede con riferimento al nodo polmone ed al polmone 9 che esso rappresenta - della capacità di accumulo e quindi di compensazione tra velocità di ingresso e di uscita.

Anche i nastri convogliatori di una linea possono essere rappresentati come nodi, in particolare se ad essi si associa una capacità di accumulo, utile per compensare leggere differenze di velocità nelle unità della linea.

La linea può contenere anche unità operative che non presentano un vincolo operativo. Questo può essere il caso di uri’diverter o deviatore, la cui funzione è quella di suddividere un flusso in ingresso in due flussi in uscita. La sua velocità è comunque tale dà potersi adattare alla portata in ingresso, in tal caso ad esso sarà associato un nodo che non è caratterizzato da un vincolo e che può passare verso monte l'informazione ricevuta da valle senza filtrarla. La richiesta che tale nodo passa al nodo a monte è quindi sempre pari alla somma delle richieste ricevute sulle sue connessioni a valle.

É' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire<" >dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso.,L’eventuale presenza di numeri di . riferimento nelle accluse rivendicazioni ha lo scopo di facilitarne la lettura, senza limitare l'ambito di protezione delle rivendicazióni stesse.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per controllare le condizioni di funzionamento di una pluralità di unità operative lungo una linea di produzione attraversate da un flusso di materiale su cui operano dette unità operative, in cui: • ad almeno una di dette unità operative viene associato un nodo con almeno una connessione a valle ed una connessione a monte; • il nodo riceve in ingresso su detta connessione a valle un flusso informativo corrispondente ad una richiesta di materiale dalla porzione di linea a valle della unità operativa a cui il nodo è associato; • il nodo trasmette sulla propria connessione a monte un flusso informativo trasformato in funzione di un vincolo (Vmax) assegnato a detto nodo;, detto vincolo corrispondendo ad un vincolo di funzionamento dell'unità operativa a cui detto nodo è associato; • il nodo riceve, sulla propria connessione a monte, una informazione corrispondente alla disponibilità di mate-· riale dalla porzione della linea a monte verso l’unità operativa a cui è associato detto nodo, ed assegna alla corrispondente unità operativa una condizione operativa effettiva (Veff) tale per cui l’unità operativa assorbe il minimo tra il flusso di materiale in arrivo dalla sezione a monte ed il massimo flusso di materiale che l'unità operativa può assorbire.in base a detto vincolo di<’ >funzionamento; • detto nodo invia su detta almeno una connessione a valle un valore indicativo della quantità di materiale che l'unità operativa a cui esso è associato può fornire alle unità a valle.
2. 2. Metodo come da rivendicazione 1, in cui detto nodo trasmette sulla sua connessione a monte il minimo tra là somma delle richieste (reqTot) sulle proprie connessioni a valle ed un valore corrispondente alla produttività massima raggiungibile dallVunità operativa a cui è associato il nodo, determinata in base a detto vincolo.
3. 3. Metodo come da rivendicazione 1 o 2, in cui detto modo invia sulla propria connessione a valle complèssivamente un valore corrispondente alla produttività raggiungibile dall'unità operativa ad esso associata alla condizione operativa effettiva (Veff) ad essa assegnata, eventualmente ripartito su più uscite.
4. 4. Metodo comè da rivendicazione 1 o 2 , in cui detto nodo invia sulle proprie connessioni a valle complessivamente un valore pari al, minimo tra il valore ricevuto sulla connessione a monte ed il valore della produttività massima raggiungibile dall'unità operativa in base al proprio vincolo di funzionamento.
5. 5. Metodo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui: • a ciascuna unità operativa viene associato un nodo con almeno una connessione a monte ed almeno una connessione a valle, i nodi essendo tra loro collegati tramite dette connessioni in modo corrispondente alla connessione reciproca delle unità operative lungo la linea; ■ ad alcuni almeno di detti nodi viene assegnato almeno un vincolo (Vmax), corrispondente ad un vincolo di funzionamento della rispettiva unità operativa, il quale determina una produttività massima raggiungibile dal nodo; • ad almeno una connessione a valle di ciascun nodo, escluso i nodi terminali a valle rispetto al flusso di materiale, viene fornito un valore corrispondente alla richiesta di materiale da parte del nodo collegato a detta almeno una connessione a valle; • ciascun nodo, ad esclusione del nodo terminale a monte rispetto al flusso di materiale, invia al nodo collegato alla sua connessione a monte un valore corrispondente alla somma delle richieste (reqTot) sulle proprie connessioni a valle, oppure il valore della produttività massima raggiungibile dal nodo in base al proprio vincolo (Vmax) se questo è assegnato e se la produttività massima raggiungibile è minore della somma delle richieste (reqTot); • ciascun nodo, ad esclusione del nodo terminale a monte, riceve alla propria connessione a monte un valore indicativo della quantità di materiale che il nodo a monte può inviargli; <« >a ciascun nodo viene assegnata una condizione operativa effettiva (Veff) che consente al nodo stesso di smaltire un flusso di materiale pari al minimo tra il valore che detto nodo invia al nodo a monte ed il valore che detto nodo riceve dal nodo a monte, la quale condizione operativa effettiva viene assegnata alla unità operativa a cui il nodo è associato. .
6. 6. Metodo come da rivendicazione 5, in cui ciascun nodo, ad esclusione dei nodi terminali a valle, invia ai nodi a valle complessivamente un valore corrispondente alla produttività raggiunta nella condizione operativa effettiva (Veff) ad esso assegnata.
7. 7. Metodo come da rivendicazione 5, in cui ciascun nodo, ad esclusione dei nodi terminali a valle, invia ai nodi a valle complessivamente un valore pari al minimo tra il valore ricevuto dal nodo a monte ed il valore della produttività massima raggiungibile dal nodo in base al proprio vincolo (Vmax), se assegnato, oppure il valore ricevuto dal nodo a monte, se a detto nodo non è assegnato un vincolo.
8. 8. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 5 a 7, in cui ciascun nodo presenta una sola connessione a monte ed i nodi collegati formano una struttura ad albero.
9. 9. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 5 a 8, in cui quando un nodo riceve richieste su due o più connessioni a valle, la cui somma è superiore alla produttività raggiungibile alla condizione operativa effettiva (Veff) ad esso assegnata, esso invia ai nodi collegati alle proprie connessioni a valle valori proporzionali alle rispettive richieste.
10. 10. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 5 a 9, in cui: • detta linea comprende almeno un polmone di accumulo di detto materiale, nel quale la quantità di materiale accumulato dipende dalle condizioni operative della linea ed al quale viene associato un nodo-polmone; • al nodo-polmone cui viene assegnato un parametro di riempimento (livello%) proporzionale al grado di riempimento del polmone, ed almeno un vincolo (Vimax; Vumax) corrispondente ad una velocità massima di funzionamento del polmone; • ed in cui detto nodo-polmone invia al nodo collegato alla propria connessione a monte un valore corrispondente al minimo tra detto vincolo e la somma delle richieste (reqTot) ricevute dai nodi collegati alle sue connessioni a valle eventualmente incrementata di una entità inversamente proporzionale al parametro di riempimento.
11. 11. Metodo come da rivendicazione 10, in cui al nodo-polmone sono associati due parametri relativi ad un valore di massimo riempimento (margineTOP%) e di minimo riempimento (margineBOT%); ed in cui detto nodo-polmone invia al nodo a monte un valore incrementato di una entità tanto maggiore quanto maggiore è lo scostamento verso il basso del parametro di riempimento (livello%) rispetto al valore di massimo riempimento (margineTOP%).
12. 12. Metodo come da rivendicazione 11, in cui quando il parametro di riempimento (livello%) del nodo-polmone è superiore al valore di minimo riempimento (margineBOT%), detto nodo-polmone invia verso i nodi collegati alle connessioni a valle un valore complessivamente superiore al valore ricevuto alla propria connessione a monte.
13. 13. Metodo come da rivendicazione 10, 11 o 12, in cui a detto nodo-polmone sono assegnati due vincoli (Vimax; Vumax) corrispondenti rispettivamente alla massima velocità con cui il polmone può ricevere il materiale in ingresso ed alla massima velocità con cui il polmone può fornire materiale verso le unità operative a valle di esso.
14. 14. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 5 a 13, in;cui il vincolò assegnato ad almeno alcuni di detti nodi rappresenta la velocità operativa massima (Vmax) raggiungibile dalla unità opérativa a cui i nodi sono assegnati.
15. 15. Un programma di controllo elettronico per una linea di produzione, memorizzato su un supporto leggibile da un elaboratore elettronico, per l’esecuzione di un metodo di controllo secondo una o più delle rivendicazioni 1 a 14.
16. 16. Una linea di produzione comprendente: una pluralità di unità operative tra loro collegate, e lungo la quale fluisce un flusso di materiale su cui operano le unità operative; ed un sistèma informativo comprendente una o più unità programmabili per controllare le condizioni di funzionamento di dette unità operative, caratterizzata dal fatto che detto sistema operativo controlla le unità operative secondo il metodo di una o più delle rivendicazioni 1 a 14.