ITUB20154999A1

ITUB20154999A1 - Metodo di ottimizzazione del processo di lavorazione per una linea di produzione tessile e sistema

Info

Publication number: ITUB20154999A1
Application number: ITUB2015A004999A
Authority: IT
Inventors: Cristian Locatelli
Original assignee: Camozzi Digital S R L
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-04-30
Also published as: CN108474145B; WO2017072683A1; TR201805743T1; CN108474145A

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un metodo di ottimizzazione del processo di lavorazione per una linea di produzione tessile, ad esempio per una linea di trasformazione di fibre in filo. È altresì oggetto della presente invenzione un sistema per l'ottimizzazione del processo di lavorazione.

In particolare, forma oggetto della presente invenzione un metodo e un sistema di ottimizzazione del processo di lavorazione tessile, ad esempio relativo a macchine tessili quali macchine di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelat rice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia) , macchine cardatrici, macchine di pettinatura (ad esempio uno stiratoio, uno stiroriunitore o una pettinatrice), macchine di filatura (ad esempio un banco a fusi o un filatoio) e macchine/sistemi di trasporto delle bobine o pulizia dei tubetti sporchi.

Come è noto, affinché una linea di filatura sia economicamente remunerativa, è necessario che lavori con continuità, senza interruzioni dovute a rotture o fermi della lavorazione.

Tuttavia, gli interventi di riparazione necessari per ripristinare il funzionamento di una macchina comportano sovente il fermo della produzione per un intervallo di tempo più o meno lungo, secondo l'entità del guasto. E' pertanto estremamente importante intervenire per tempo sulle macchine, eseguendo interventi programmati prima che una rottura o un guasto si verifichi. Tale approccio di gestione della manutenzione è noto con l'espressione "manutenzione predittiva".

Al tempo stesso, è altresì necessario massimizzare il livello di efficienza della linea di lavorazione tessile. Tale livello di efficienza è da intendere in senso ampio, riferendosi caso per caso ad un'efficienza di produttività e/o ad una riduzione di scarti di materiale sui lotti di produzione e/o ad un adeguato livello di qualità del prodotto risultante dal processo di lavorazione e/o ad una riduzione dei consumi energetici e così via. Sovente tale massimizzazione del livello di efficienza si traduce con la necessità di incrementare le velocità di lavorazione e/o di portare ai limiti alcuni parametri di funzionamento delle macchine che determinano la qualità del prodotto o la riduzione di consumi ecc.. Di contro, tale incremento può aumentare i rischi di interruzioni dovute a rotture o fermi della lavorazione.

È necessario dunque riuscire ad individuare il miglior compromesso tra minimizzazione degli interventi di manutenzione e massimizzazione dei livelli di efficienza dell'intera linea di produzione.

Da un lato è alquanto complesso implementare efficacemente un sistema di manutenzione predittiva e dall'altro è altrettanto complesso identificare gli adeguati valori di configurazione di ciascun parametro di funzionamento dei componenti delle macchine tessili, sulla base dei quali si determina l'efficienza dell'intera linea. Infatti, possono essere ritenuti affidabili solo valori di configurazione ricavati sulla base di un elevato numero di casi, ossia di un elevato numero di macchine e un elevato numero di ore di funzionamento. Ad esempio, ben oltre il numero di macchine presenti in un singolo stabilimento tessile. Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un metodo e un sistema per l'ottimizzazione del processo di lavorazione per una linea di produzione tessile che sia in grado di fornire adeguati ed efficaci valori di configurazione delle macchine tessili per ottimizzarne il livello di efficienza.

Tale scopo è raggiunto da un metodo realizzato in accordo con la rivendicazione 1, da un sistema realizzato secondo la rivendicazione 10 o 11, da una macchina tessile realizzata secondo la rivendicazione 17, da una linea tessile realizzata secondo la rivendicazione 18 e da un programma per elaboratore secondo la rivendicazione 19.

Le caratteristiche ed i vantaggi del metodo e del sistema realizzato secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui: - la figura 1 rappresenta uno schema di una linea di produzione tessile ed di un sistema di ottimizzazione secondo la presente invenzione, in accordo con una forma di realizzazione;

- le figure da 2 a 4 illustrano ciascuna un ulteriore schema del sistema di ottimizzazione secondo la presente invenzione, in accordo con una rispettiva forma di realizzazione;

- la figura 5 rappresenta uno schema a blocchi del metodo di ottimizzazione, in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 6 rappresenta una forma di realizzazione di un blocco dello schema rappresentato in figura 5.

Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, una linea di produzione tessile, installata presso uno stabilimento, comprende ad esempio una o più macchine di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelatrice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia) e/o una o più macchine cardatrici e/o una o più macchine di pettinatura (ad esempio uno stiratoio, uno stiroriunitore o una pettinatrice) e/o una o più macchine di filatura (ad esempio un banco a fusi o un filatoio), installate presso lo stabilimento.

Per semplicità di descrizione, la figura 1 mostra una forma di realizzazione dell'invenzione con riferimento ad una linea di produzione tessile L comprendente una pluralità di macchine di filatura, quali: banchi a fusi 2, filatoi 4 e/o roccatrici 6 e un sistema di trasporto 8 tra banchi e filatoi. Rimane tuttavia chiaro che la presente invenzione si riferisce ad una linea di produzione tessile più in generale, comprendente una qualunque molteplicità di macchine tessili installate presso uno stabilimento.

Ciascuna macchina tessile 2, 4, 6, 8 della linea è adatta ricevere un valore di regolazione associabile ad un primo parametro di funzionamento della macchina tessile per variarne il suo stato di funzionamento. Ad esempio, tale parametro di funzionamento è una velocità desiderata di uno o più organi della macchina (ad es. i motori elettrici), una potenza assorbita desiderata, una corrente assorbita dai motori desiderata. Ancora preferibilmente, nel caso di un banco a fusi, tale parametro di funzionamento è una tensione stoppino, una velocità di rotazione fusi, una velocità di rotazione alette, un parametro di stiro, un diametro della bobina, velocità e posizione del carro; oppure nel caso di un filatoio è, ad esempio, una velocità dei fusi, velocità e posizione carro, tensione, stiro e torsione del filo e così via.

L'insieme di uno o più parametri di funzionamento, definiscono la ''ricetta" della macchina che è adatta a produrre un determinato quantitativo di prodotto finale (ad esempio uno stoppino, o un filato) con una determinata qualità (ad esempio regolarità, varianza, numero Fini, numero Grossi, numero Neps, resistenza, pelosità, spettogramma ecc...).

Alla luce di quanto sin ora descritto, il metodo di ottimizzazione del processo di lavorazione per una linea di produzione tessile secondo la presente invenzione comprende una serie di fasi, in cui in una prima fase si rileva almeno un segnale o un dato rappresentativo di un secondo parametro di funzionamento della macchina tessile in diversi istanti temporali di un determinato intervallo di tempo.

L'intervallo di tempo in cui vengono rilevati i segnali è ad esempio un intervallo della durata di una settimana oppure di un giorno oppure di qualche ora, oppure di qualche secondo, oppure di una qualsiasi durata temporale in funzione del tipo di parametro di funzionamento di cui tale segnale o dato è rappresentativo. Ad esempio, nel caso il dato sia indicatore del numero di allarmi per settimana, il determinato intervallo di tempo ha una durata di almeno una settimana, nel caso invece il parametro di funzionamento è la potenza media assorbita, 1'intervallo di tempo può variare da qualche ora fino a qualche settimana, e così via.

Il primo e il secondo parametro di funzionamento possono essere lo stesso parametro di funzionamento, ad esempio la velocità di un motore elettrico, alla quale è associabile un valore di regolazione desiderato ma che al tempo stesso può anche essere rilevata da sensori opportuni, come un encoder. E' altresì chiaro il primo e il secondo parametro di funzionamento possono essere differenti. Allo stesso modo, è chiaro che è possibile rilevare una pluralità di parametri di funzionamento, così come è possibile associare una pluralità di valori di regolazione.

Preferibilmente, il metodo prevede di rilevare sia dati e segnali rappresentativi di un parametro di funzionamento operativo della macchina tessile, ad esempio un dato rappresentativo del numero di rotture del filato o un segnale rappresentativo della velocità di lavoro o della produttività, sia segnali o dati rappresentativi di un parametro di funzionamento fisico della macchina tessile, ad esempio un segnale rappresentativo della temperatura dei motori della macchina, o un segnale rappresentativo delle vibrazioni della macchina, o un dato rappresentativo di un prossimo intervento di manutenzione.

In altre parole, in una forma di realizzazione preferita, il parametro di funzionamento fisico è un parametro monitorabile al fine di prevenire una manutenzione della macchina o per effettuare una previsione di una manutenzione della macchina, ad esempio è un parametro intrinseco delle componenti costituenti la macchina. Ancora in una forma di realizzazione preferita, il parametro operativo è anche un parametro associabile ad effetti prodotti dalla macchina, ovvero effetti esterni alla macchina, come ad esempio la quantità di filato prodotto.

In una forma di realizzazione, il parametro di funzionamento fisico ed il parametro di funzionamento operativo possono coincidere, ad esempio la velocità del motore elettrico è monitorabile per prevenire una possibile manutenzione futura, ma è anche associabile ad un effetto prodotto dalla macchina, cioè l'aumento di quantità di filato prodotto.

Il metodo prevede quindi di memorizzare il segnale o il dato rilevato e generare un indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina tessile sulla base del segnale o del dato rilevato o di una sua elaborazione. Per stato di funzionamento futuro si intende uno stato di funzionamento della macchina successivo a detto determinato intervallo di tempo in cui è avvenuta la rilevazione dei segnali e/o dei dati. L'indice di uno stato di funzionamento futuro è ad esempio un valore di efficienza futura della macchina tessile, ottenuto mediante un'elaborazione dei dati e/o dei segnali rilevati. Per efficienza futura si intende una previsione di un'efficienza successiva all'intervallo di tempo in cui sono stati rilevati i segnali e/o i dati, o comunque un'efficienza della macchina in un determinato intervallo di tempo futuro (ad esempio 1 ora, 1 settimana o 1 mese) rispetto all'istante di tempo considerato presente. Con il termine "efficienza" si vuole indicare ad esempio un'efficienza di produttività oppure un'efficienza di consumo energetico oppure un'efficienza legata al numero di stoppini rotti per levata o al numero di fili rotti per un determinato quantitativo di fusi per ora (ad esempio ogni mille fusi per ora).

Il metodo di ottimizzazione comprende quindi la fase di generare almeno un valore di regolazione per almeno uno dei primi parametri di funzionamento della macchina tessile sulla base di tale indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina.

Ad esempio, sulla base della previsione di un'efficienza futura della macchina tessile, viene generato un nuovo valore di riferimento (set point) per la velocità di produzione di uno o più filatoi o di uno o più banchi a fusi. In tal modo, la regolazione delle velocità di produzione delle suddette macchine non è semplicemente regolata in funzione dell'attuale produttività o dell'attuale condizione di lavoro della macchina, ma è adeguatamente calcolata sulla base di un'inferenza a partire da una serie di dati attuali e passati rilevati.

Preferibilmente, 1'indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina è generato mediante un algoritmo di apprendimento automatico (machine learning) applicato ai dati o ai segnali rilevati. Preferibilmente, l'algoritmo di apprendimento è una rete neurale artificiale, oppure un algoritmo genetico, un algoritmo di clustering o una rete bayesiana o un algoritmo di regressione lineare o una sommatoria pesata.

Preferibilmente, la fase di elaborare il segnale o il dato rilevato comprende inoltre il calcolo dell'efficienza media di lavoro della macchina tessile nell'intervallo di tempo determinato.

Una variante vantaggiosa del metodo di ottimizzazione secondo la presente invenzione, comprende la fase di trasmettere in maniera remota ad un server "cloud" il dato o il segnale rilevato rappresentativo di un parametro di funzionamento della macchina tessile e/o il/i nuovi valore/i di regolazione dei parametri di funzionamento regolabili sulla macchina tessile. Ciò consente in maniera efficace di poter immagazzinare in maniera remota e centralizzata una pluralità di dati e segnali provenienti da una o più linee di lavorazione tessili, senza la necessità di dover accedere allo stabilimento dove sono installate le macchine.

Il metodo di ottimizzazione del processo di lavorazione è dunque preferibilmente adatto anche ad una molteplicità di linee di produzione tessile, in cui ciascuna linea di produzione tessile comprende almeno una macchina tessile adatta a ricevere almeno un valore di regolazione associabile ad un parametro di funzionamento regolabile della macchina per variarne lo stato di funzionamento. In questo caso il metodo comprende di preferenza le fasi di:

al) rilevare almeno un segnale o un dato rappresentativo di un parametro di funzionamento di una prima macchina tessile di una prima linea di produzione in diversi istanti temporali di un determinato primo intervallo di tempo;

a2) rilevare almeno un secondo segnale o dato rappresentativo di un ulteriore parametro di funzionamento di una seconda macchina tessile di una seconda linea di produzione in diversi istanti temporali di un determinato secondo intervallo di tempo;

bl) memorizzare i segnali o i dati rilevati nelle fasi al) e a2);

cl) generare indici di un primo e di un secondo stato di funzionamento futuro rispettivamente della prima e della seconda macchina tessile sulla base dei segnali o dei dati rilevati o di una loro elaborazione;

di) generare almeno un nuovo valore di regolazione per il parametro di funzionamento regolabile di ciascuna prima e seconda macchina tessile sulla base degli indici generati nella fase cl).

Più in dettaglio, un esempio di realizzazione del metodo sin ora descritto è di seguito delineato in accordo agli schemi delle figure 5 e 6.

Con riferimento alla figura 5, i blocchi 300, 301, 302 rappresentano un processo produttivo rispettivamente di una pluralità di banchi a fusi, di un sistema di trasporto bobine e di una pluralità di filatoi. In tale filiera produttiva lo stoppino prodotto dai banchi e raccolto in bobine viene trasportato ai filatoi sottoforma di treni di bobine dal sistema di trasporto. Successivamente, i filatoi svolgono tali bobine per produrre un filato a sua volta destinato ad essere avvolto su dei rocchetti. Per ciascuno di tali processi produttivi, e quindi per ciascuna macchina di tali processi il metodo prevede di associare un valore di regolazione di un parametro di funzionamento, ad esempio un primo set point di velocità vi per un primo filatoio e un n-esimo set point di velocità vn per un n-esimo filatoio, un primo set point di velocità vbl per un primo banco e un n-esimo set point di velocità vbn per un n-esimo banco, un set point di velocità vt per il sistema di trasporto.

Dai suddetti processi 300, 301, 302 viene rilevato un secondo parametro di funzionamento, ad esempio la produttività in termini di Kg/h di filato prodotto/trasportato. Ad esempio, per il primo banco si rileva una produttività pi, per il banco n-esimo una produttività pn, per il primo filatoio una produttività pfl, per il filatoio n-esimo una produttività pfn e per il sistema di trasporto una produttività ptl, intesa come quantità di filato stoccato sul sistema di trasporto. Le suddette produttività sono ad esempio misurate mediante opportuni sensori di per sé noti e alloggiati sulle macchine che calcolano i kg/h sulla base dello sviluppo del filato e del numero di fili (titolo).

Una volta rilevati e memorizzati tali dati, cioè le suddette produttività in un determinato intervallo di tempo, inizia la fase di elaborazione dei dati, di seguito dettagliata. Le produttività dei banchi ρΐ.,.ρη sono sommate per ottenere una produttività totale Pb dei banchi. Allo stesso modo, le produttività dei filatoi pfl...pfn sono sommate per ottenere una produttività totale Pf dei filatoi. Ad esempio, si consideri il caso in cui gli n filatoi hanno una produttività totale Pf = 1500 kg/h di prodotto e i banchi una produttività totale Pb = 1510 kg/h e che il sistema di trasporto ha una produttività (quantità stoccata) di Ptl = 200kg/h. I valori di produttività totali dei banchi e dei filatoi vengono confrontati (ad es. sottratti) con rispettivi valori di produttività desiderati (set point di produttività) Pdb e Pdf. Il risultato di tale confronto è rispettivamente un errore produttività banchi epb e un errore produttività filatoi epf. Nel caso in cui i valori di produttività desiderata siano rispettivamente pari a Pdb = Pdf = 1500 kg/h, si ottengono valori esemplificativi pari a epb = 10 e epf = 0. Da questi calcoli esemplificativi, risulta evidente che, ad esempio, senza ulteriori elaborazioni, ipotizzando una capacità massima del sistema di trasporto di 1000kg/h, dopo circa 100 ore il trasporto risulterebbe saturo e si sarebbe costretti a fermare le macchine dei banchi (cosa che spesso accade negli stabilimenti tessili dell'arte nota, in cui non vi è un sistema di ottimizzazione del processo produttivo e la gestione delle produttività desiderate di ciascun comparto è lasciata al personale tecnico in maniera arbitraria).

Successivamente, l'errore produttività filatoi epf viene confrontato con l'errore produttività banchi epb e con la produttività del sistema di trasporto Ptl ottenendo un valore differenza produttività D, ad esempio come mostrato nel blocco 400 in figura 5 (D = epf - epb - Ptl, che nel caso specifico vale D = - 210 ). A sua volta, il valore differenza produttività D, eventualmente opportunamente scalato e/o normalizzato viene elaborato per ottenere due fattori moltiplicativi Ka e Kr specifici per la determinazione del nuovo valore di regolazione per la velocità desiderata dei filatoi e la cui funzione sarà specificata più avanti nel testo. Nel caso specifico il valore differenza produttività D uguale a -210, essendo ad esempio negativo, sarà associato al fattore Kr per influenzare la riduzione di velocità desiderata per i banchi o, viceversa, se cambiato di segno sarà associato ad fattore Ka per influenzare l'aumento di velocità dei filatoi. Nel caso risultasse positivo, indicherebbe una sofferenza da parte del reparto banchi/trasporto nel fornire un adeguato numero di bobine ai filatoi e, di conseguenza, è da associare al fattore di riduzione Kr che influenza un nuovo valore di velocità desiderata dei filatoi ridotto oppure, se cambiato di segno, sarà associato ad fattore Ka per influenzare l'aumento di velocità dei banchi.

Con riferimento al blocco 402, i fattori di riduzione/aumento Kr e Ka sono fattori moltiplicatori di un set point di velocità desiderate vd = vdl,...,vdn, vbl, ...vbn,vt per ciascun filatoio 1,....n, banco l,...,n e trasporto. Inoltre Kr e Ka sono fattori moltiplicatori di di un vettore di efficienze normalizzate ε'= ε'Ι,.,.ε'η per ciascun filatoio e/o banco e/o trasporto.

Tali efficienze normalizzate ε' sono ottenute dal rapporto tra un vettore di efficienze future ε e un vettore di efficienze desiderate in accordo con il blocco 403 in figura 5.

Preferibilmente, i valori del vettore di efficienze normalizzate ε' sono compresi nell'intorno del valore unitario, poco al di sopra o poco al di sotto. Nel caso in cui tale valore sia maggiore dell'unità (vale a dire una previsione di efficienza futura aumentata per una determinata macchina), si moltiplica (blocco 402) il valore di velocità desiderata vd con l'efficienza normalizzata ε' e con il fattore di moltiplicazione Ka, viceversa, nel caso in cui il valore di efficienza normalizzata ε' sia minore dell'unità si moltiplica il valore di velocità desiderata vd con l'efficienza normalizzata ε' e con il fattore di riduzione Kr. Il risultato di tale moltiplicazione individua i valori di set point per le velocità delle macchine vi,vn, vbl, vbn, vt (cioè il nuovo valore di regolazione per il parametro di funzionamento velocità). In tal modo si ottiene quindi un nuovo valore di regolazione di velocità sulla base sia di un previsione di efficienza sia dei dati/segnali indici di parametri operativi della macchina (ad es, la produttività).

Nel caso specifico, il vettore di efficienze future ε è l'indice di uno stato di funzionamento futuro dei filatoi, dei banchi e del sistema di trasporto, in un istante di tempo successivo al determinato intervallo di tempo in cui sono stati rilevati i dati o i segnali di almeno un parametro di funzionamento delle macchine. Tale istante di tempo futuro è ad esempio un istante di tempo successivo di un'ora, di una giornata o di una settimana.

In accordo con i blocchi di elaborazione 600, 601, 602, 603 illustrati in figura 5, il vettore di efficienze future ε è il risultato di un'elaborazione di una pluralità di segnali e dati rilevati in un determinato intervallo di tempo per generare un valore di efficienza futura per ciascuna macchina (banco, trasporto e filatoi).

La figura 6 illustra un esempio di segnali e dati in ingresso ad un blocco di elaborazione 600, 601, 602, 603 di tali dati e segnali rilevati, ad esempio l'efficienza media della macchina in una prima settimana, oppure l'efficienza media della macchina in un'n-esima settimana, l'efficienza media attuale, la velocità media della macchina in una settimana, il numero di allarmi della macchina in una settimana, la potenza media assorbita dalla macchina in una settimana.

Preferibilmente, con efficienza della macchina si intende il rapporto tra il tempo di lavoro nominale della macchina per la produzione di un determinato quantitativo di prodotto e il tempo totale effettivo impiegato dalla macchina per produrre tale quantitativo di prodotto. Tipicamente, il tempo totale effettivo è sempre maggiore del tempo nominale a causa delle interruzioni nella produzione e/o dei rallentamenti. Preferibilmente, l'elaborazione che genera un valore di efficienza futura della macchina è un elaborazione dei dati basata su un algoritmo ad apprendimento automatico di quelli precedentemente enunciati.

In una variante di realizzazione meno onerosa dal punto di vista computazionale, l'elaborazione che genera un valore di efficienza futura della macchina è una regressione lineare pesata dei vettori di segnali / dati rilevati o di una loro elaborazione.

Alla luce di quanto illustrato è chiaro che i nuovi valori di velocità desiderata impostati alle macchine tessili sono il risultato di un'elaborazione funzione sia dei dati / segnali rilevati relativi a parametri operativi della macchina (ad esempio la velocità di lavoro) sia di parametri fisici (questi ultimi relativi ad esempio allo "stato di salute" dei componenti della macchina, cioè alla sua manutenzione) .

È altresì oggetto della presente invenzione un sistema di elaborazione per ottimizzare il processo di lavorazione per una o più linee tessili adatto ad eseguire le fasi del metodo di ottimizzazione descritto nei paragrafi precedenti.

Forme di realizzazione del sistema di elaborazione sono ad esempio mostrate nelle figure da 1 a 4.

Il sistema di elaborazione 1 comprende almeno una unità di controllo 20, 40, 60, 81 per la configurazione di uno stato di funzionamento di almeno una macchina tessile 2,4,6,8 sulla base di almeno un primo parametro di funzionamento. Inoltre, il sistema di elaborazione 1 comprende almeno un dispositivo di rilevazione per la rilevazione di segnali o dati rappresentativi di un secondo parametro di funzionamento della macchina tessile, ad esempio un parametro di funzionamento fisico o operativo, come la velocità di uno o più organi, la potenza assorbita, la corrente assorbita dai motori, la temperatura di alcuni organi, etc.

Mezzi di memorizzazione principali 50 sono configurati per la memorizzazione dei segnali o dei dati rilevati e mezzi di trasmissione/ricezione in remoto 70 sono adatti alla loro trasmissione ai mezzi di memorizzazione principali 50.

Tali mezzi di memorizzazione principali 50 sono ad esempio un server, installato presso lo stabilimento, operativamente collegato ai mezzi di trasmissione/ricezione 70, per la memorizzazione di dati provenienti dai dispositivi di rilevazione e/o dalle unità di controllo delle macchine 20, 40, 60, 81 e/o da mezzi di acquisizione immagini.

Preferibilmente, la trasmissione dei dati e dei segnali rilevati ad esempio dalle unità di controllo sulle macchine sono inviati ai mezzi di trasmissione/ricezione 70 e da questi ai mezzi di memorizzazione 50.

I mezzi di trasmissione/ricezione in remoto 70 sono ad esempio costituiti da una rete ethernet locale (ad esempio interna ad uno stabilimento) o internet cablata o wireless.

II sistema 1 comprende anche mezzi di elaborazione in remoto 80 operativamente collegati con i mezzi di memorizzazione principali 50. Tali mezzi di elaborazione in remoto 80 sono configurati per generare un indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina tessile sulla base dei segnali o dei dati rilevati o di una loro elaborazione e per generare almeno un valore di regolazione per il primo parametro di funzionamento della macchina utensile in funzione del suddetto indice. Il valore di regolazione, ad esempio un valore di regolazione diverso rispetto a quello già impostato nell'unità di controllo della macchina, è inviato alle unità di controllo 20, 40, 60, 80 di ciascuna macchina tessile 2, 4, 6, 8 mediante i mezzi di trasmissione/ricezione in remoto.

I mezzi di elaborazione in remoto 80, sono ad esempio un PC collocato in prossimità dei mezzi di memorizzazione principali 50, oppure il medesimo server che comprende i mezzi di memorizzazione principali 50 è anche configurato per elaborare i segnali e i dati rilevati in remoto.

Le figure da 2 a 4 mostrano tre differenti varianti di realizzazione del sistema secondo la presente invenzione.

La figura 2 mostra un sistema in cui un server locale installato presso lo stabilimento è configurato per comprendere i mezzi di memorizzazione principali 50, ad esempio un database configurato in un supporto di memorizzazione, e mezzi di interfaccia 91, 92, 93, 94 con i mezzi di trasmissione/ricezione 70 per la comunicazione dei dati con le macchine tessili. Tali mezzi di interfaccia 91, 92, 93, 94 comprendono sia le porte fisiche di collegamento con i mezzi di trasmissione/ricezione sia le librerie e gli applicativi necessari alla comunicazione con i mezzi di trasmissione e ricezione, con le unità di controllo sulle macchine e/o direttamente con sensori di misura di parametri di funzionamento.

In una forma di realizzazione i dispositivi di rilevazione 10, 11, 12, 13 dei parametri di funzionamento, come ad esempio i sensori di misura sono operativamente connessi con le unità di controllo di ciascuna macchina utensile, le quali unità di controllo 20, 40, 60, 81 sono successivamente responsabili della comunicazione dei dati con i mezzi di memorizzazione principali 50. In un'altra variante di realizzazione, i dispositivi di rilevazione sono operativamente connessi direttamente con i mezzi di memorizzazione principali 50, senza che i dati/segnali rilevati siano dapprima trasmessi alle unità di controllo di ciascuna macchina. Preferibilmente i segnali rilevati sono trasmessi ai mezzi di memorizzazione principali 50 con continuità temporale (modalità "reai time") oppure ad intervalli prestabiliti (modalità batch), ad esempio con frequenza giornaliera o settimanale, o al verificarsi di un predefinito evento, ad esempio in caso di fermo di una macchina, all'approssimarsi di un intervento programmato (modalità "event based").

Preferibilmente, il dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di temperatura, ad esempio è un sensore di temperatura, ad esempio una termoresistenza o una sonda termica, adatta a rilevare la temperatura di strutture di supporto di organi in movimento della macchina, durante l'esecuzione delle normali lavorazioni, oppure il dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di pressione, ad esempio è un sensore di pressione, ad esempio un trasduttore di pressione, adatto a rilevare l'entità di una depressione in condotti di aspirazione della macchina. In ulteriori forme realizzative, il dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di accelerazione, ad esempio è un sensore di accelerazione, ad esempio un accelerometro, adatto a rilevare l'entità delle vibrazioni cui detto componente è soggetto o ancora il dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di distanza, ad esempio è un sensore di distanza, ad esempio un sensore induttivo, adatto a rilevare la distanza fra due organi della macchina, ad esempio un organo in movimento ed un riscontro fisso, per monitorare il mantenimento di distanza prefissate fra detti organi.

Ancora preferibilmente, il dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di corrente, ad esempio è un sensore di corrente adatto a rilevare la corrente assorbita da motori elettrici della macchina o ancora è adatto a fornire un valore di forza, ad esempio è un sensore di forza, ad esempio una cella di carico, adatta a rilevare il tensionamento di cinghie delle macchine,

In una forma di realizzazione, inoltre, il dispositivo di rilevazione è un mezzo di acquisizione dell'immagine per la cattura di immagini della macchina o di suoi organi, ad esempio comprendenti almeno una webcam installata localmente.

In una variante di realizzazione, ad esempio mostrata in figura 2, il sistema di elaborazione 1 è locale allo stabilimento. In questa variante, i mezzi di trasmissione/ricezione 70 permettono la comunicazione dei dati/segnali e dei nuovi valori di regolazione tra le macchine tessili e un server remoto 51 installato comunque presso lo stabilimento. Il server è configurato in modo tale da comprendere i mezzi di memorizzazione 50,ad esempio una memoria, mezzi di elaborazione 80, ad esempio un processore. Inoltre il server è ad esempio configurato per la comunicazione con un'opportuna interfaccia uomo-macchina, ad esempio un'interfaccia grafica interattiva, adatta a mostrare i dati/segnali rilevati o i risultati delle elaborazioni. In una seconda variante di realizzazione, in accordo con la figura 3, il sistema 1 comprende un server 50 locale allo stabilimento, ad esempio non configurato per l'elaborazione dei dati rilevati, ma solo configurato per la memorizzazione di tali dati/segnali. In questa variante, i mezzi di trasmissione/ricezione 70 permettono la comunicazione dei dati/segnali e dei nuovi valori di regolazione tra le macchine tessili e il server remoto 51 e ulteriori mezzi di trasmissione / ricezione 70' sono adatti a consentire la comunicazione tra il server 51 e almeno un Client remoto 100, 101, 102, 103, ad esempio una postazione PC, configurato per l'elaborazione dei dati/segnali rilevati e per la generazione dei nuovi valori di regolazione, che sono inviati alle unità di controllo delle macchine. In questa variante, inoltre, ciascun Client comprende un'interfaccia uomo-macchina. Inoltre, sempre in questa configurazione, i nuovi valori di regolazione sono inviati alle macchine dapprima attraverso gli ulteriori mezzi di ricezione/trasmissione 70' al server remoto 51 e quindi mediante i mezzi di ricezione/trasmissione 70 alle unità di controllo 20, 40, 60, 81 delle macchine. Ciascun Client remoto 100, 101, 102, 103 può essere dislocato in varie posizioni all'interno dello stabilimento o nelle sue vicinanze.

In una terza variante di realizzazione del sistema, in accordo con la figura 4, il server remoto 51 installato presso lo stabilimento è configurato per comprendere un database 500 nel quale sono memorizzati i dati/segnali rilevati. Il server remoto 51 comunica in maniera remota mediante mezzi di ricezione/trasmissione 70' (ad esempio la rete internet) con un server "cloud", collocato in maniera remota rispetto al server remoto 51, Tale comunicazione è ad esempio realizzata mediante un'opportuna rete VPN,

Il server "cloud'' è anch'esso configurato per comprendere un database 500' sul quale vengono memorizzati i dati/segnali provenienti dal server remoto 51. Preferibilmente, i dati/segnali rilevati e i nuovi valori di regolazione memorizzati nel database 500 sul server remoto 51 sono sincronizzati con i dati/segnali rilevati e i nuovi valori di regolazione memorizzati nel database 500' sul server "cloud'' 51'. In questa variante di realizzazione, preferibilmente il server "cloud" 51' è configurato per l'elaborazione dei dati/segnali e per generare un indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina tessile e quindi un nuovo valore di regolazione, mentre il server remoto 51 è solo configurato per la memorizzazione dei dati/segnali rilevati e del nuovo valore di regolazione.

Inoltre, il server "cloud” 51' è operativamente connesso mediante ulteriori opportuni mezzi di trasmissione/ricezione 70'' (ad esempio la rete internet) con almeno un altro Client remoto 200 comprendente un'interfaccia uomo-macchina e configurato per la visualizzazione dei dati /segnali o della loro elaborazione.

E' chiaro che eventuali combinazioni delle tre tipologie di architettura sopra descritte in accordo alle figure da 2 a 4 sono da considerare facenti parte della presente invenzione. Ad esempio è possibile prevedere una combinazione delle forme di realizzazione mostrate nelle figure 3 e 4 che comprenda sia Client remoti 100, 101, 102, 103 localizzati in prossimità dello stabilimento e direttamente collegati con il server remoto 51 sia Client remoti 200 dislocati lontano dallo stabilimento e comunicanti con il server "cloud",

In accordo con quanto sopra descritto, risulta evidente che è altresì oggetto della presente invenzione una qualsivoglia macchina tessile 2,4,6,8 ad esempio di quell menzionate nei paragrafi precedenti, comprendente mezzi di controllo adatti a interagire con un sistema di elaborazione sopra descritto. Allo stesso modo, è altresì oggetto della presente invenzione almeno una linea tessile comprendente una pluralità di macchine tessili e, preferibilmente comprendente almeno un banco, almeno un filatoio, almeno un sistema di trasporto tra banco e filatoio e un sistema di elaborazione che esegue le fasi del metodo di ottimizzazione così come precedentemente descritto. Innovativamente, il metodo di ottimizzazione e il sistema di elaborazione del processo di lavorazione per una linea tessile secondo la presente invenzione consente di implementare efficacemente un'adeguata ottimizzazione del processo produttivo e autoregolare il processo di lavorazione sia sulla base di dati operativi delle macchine sia sulla base dello stato di salute di ciascuna macchina, in quanto consente di raccogliere, memorizzare analizzare ed elaborare una enorme quantità di dati, provenienti da un numero elevato di macchine di una linea tessile o da molteplici linee tessili.

Vantaggiosamente, inoltre, il sistema secondo l'invenzione consente di raccogliere e immagazzinare una elevata quantità di dati lungo periodi di tempo molto lunghi, con ciò permettendo di utilizzare tali dati per affinare i modelli che consentono di generare un indice dello stato di funzionamento futuro della macchina.

Secondo un ulteriore aspetto vantaggioso, la possibilità di raccogliere e memorizzare parametri diversi di una macchina, generando previsioni di efficienza sulla base di tali parametri consente di ottimizzare la produzione tenendo conto di eventuali problematiche che potrebbero insorgere non individuabili senza una sorveglianza adeguata e continua dei parametri fisici delle macchine relativi alla loro manutenzione.

Inoltre, vantaggiosamente, il sistema secondo la presente invenzione consente di attivare un servizio di pianificazione e assistenza online in virtù della rilevazione in remoto dei dati e di una loro opportuna elaborazione per l'ottimizzazione della produzione. E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche al metodo di ottimizzazione e al sistema di elaborazione sopra descritto, tutte contenute nell'ambito di tutela definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di ottimizzazione del processo di lavorazione per una linea di produzione tessile che comprende almeno una macchina tessile adatta a ricevere un valore di regolazione associabile ad un primo parametro di funzionamento della macchina tessile per variarne il suo stato di funzionamento, detto metodo comprendendo le fasi di: a) rilevare almeno un segnale o un dato rappresentativo di un secondo parametro di funzionamento della macchina tessile in diversi istanti temporali di un determinato intervallo di tempo; b) memorizzare il segnale o il dato rilevato; c) generare un indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina tessile sulla base del segnale o del dato rilevato o di una sua elaborazione, detto stato di funzionamento futuro essendo successivo a detto determinato intervallo di tempo; d) generare almeno un valore di regolazione per il primo parametro di funzionamento della macchina tessile sulla base di detto indice.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase a) comprende le fasi di: - rilevare almeno un segnale o un dato rappresentativo di un parametro di funzionamento operativo della macchina tessile, ad esempio un dato rappresentativo del numero di rotture del filato o un segnale rappresentativo della velocità di lavoro o della produttività; - rilevare almeno un segnale o un dato rappresentativo di un parametro di funzionamento fisico della macchina tessile, ad esempio un segnale rappresentativo della temperatura dei motori della macchina, o un segnale rappresentativo delle vibrazioni della macchina, o un dato rappresentativo di un prossimo intervento di manutenzione.
3, Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase c) comprende la fase di elaborare il dato o il segnale rilevato mediante un algoritmo di apprendimento automatico (machine learning) per generare un indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina, ad esempio un algoritmo di apprendimento su rete neurale artificiale.
4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase c) comprende la fase di elaborare il segnale o il dato rilevato mediante il calcolo dell'efficienza media di lavoro della macchina tessile nel determinato intervallo di tempo.
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di trasmettere in maniera remota ad un server "cloud" il dato o il segnale rappresentativo del primo e del secondo parametro di funzionamento della macchina tessile.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di trasmettere in maniera remota ad un server "cloud" 1'almeno un valore di regolazione.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo parametro di funzionamento e il secondo parametro di funzionamento sono lo stesso parametro di funzionamento.
8. Metodo di ottimizzazione del processo di lavorazione di almeno due linee di produzione tessile, ciascuna linea di produzione tessile comprendendo almeno una macchina tessile (2, 4, 6, 8) adatta a ricevere un valore di regolazione associabile ad un primo parametro di funzionamento di ciascuna macchina tessile per variarne lo stato di funzionamento, detto metodo comprendendo le fasi di: al) rilevare almeno un segnale o un dato rappresentativo di un secondo parametro di funzionamento di una prima macchina tessile di una prima linea di produzione in diversi istanti temporali di un determinato primo intervallo di tempo; a2) rilevare almeno un secondo segnale o dato rappresentativo di un terzo parametro di funzionamento di una seconda macchina tessile di una seconda linea di produzione in diversi istanti temporali di un determinato secondo intervallo di tempo; bl) memorizzare i segnali o i dati rilevati nelle fasi al) e a2); cl) generare indici di un primo e di un secondo stato di funzionamento futuro rispettivamente della prima e della seconda macchina tessile sulla base dei segnali o dei dati rilevati o di una loro elaborazione, detto primo e secondo stato di funzionamento futuro essendo successivi rispettivamente a detto primo e secondo determinato intervallo di tempo; di) generare almeno un valore di regolazione per il primo parametro di funzionamento di ciascuna prima e seconda macchina tessile sulla base di detti indici.
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui nella fase bl) i segnali o i dati rilevati nelle fasi al) e a2) sono memorizzati in un dispositivo remoto comune, preferibilmente un server "cloud".
10. Sistema di elaborazione per ottimizzare il processo di lavorazione per una o più linee tessili, programmato per eseguire le fasi del metodo di ottimizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 o del metodo di ottimizzazione secondo le rivendicazioni da 8 a 9,
11. Sistema di elaborazione per l'ottimizzazione del processo di lavorazione per una linea tessile (L) comprendente: - un'unità di controllo per la configurazione di uno stato di funzionamento di almeno una macchina tessile sulla base di almeno un primo parametro di funzionamento; - almeno un dispositivo di rilevazione (20, 40, 60, 81) per la rilevazione di segnali o dati rappresentativi di un secondo parametro di funzionamento della macchina tessile, ad esempio un parametro di funzionamento fisico o operativo; - mezzi di memorizzazione principali (50) configurati per la memorizzazione dei segnali o dei dati rilevati; - mezzi di trasmissione/ricezione in remoto (70) per la trasmissione dei dati/segnali rilevati ai mezzi di memorizzazione principali (50); - mezzi di elaborazione in remoto (80) operativamente collegati con i mezzi di memorizzazione principali (50), detti mezzi di elaborazione in remoto essendo configurati per generare un indice di uno stato di funzionamento futuro della macchina tessile sulla base dei segnali o dei dati rilevati o di una loro elaborazione e per generare almeno un valore di regolazione per il primo parametro di funzionamento della macchina tessile in funzione di detto indice.
12. Sistema secondo la rivendicazione 11, in cui i dati o i segnali rilevati sono trasmessi ai mezzi di memorizzazione principale (50) con continuità temporale (modalità "reai time").
13. Sistema secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui i dati rilevati sono trasmessi ai mezzi di memorizzazione in remoto (50) con una frequenza predefinita, ad esempio giornaliera o settimanale (modalità "batch"), o al verificarsi di un predefinito evento, ad esempio in caso di fermo di una macchina, all'approssimarsi di un intervento programmato (modalità "event based").
14. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 13, in cui detto dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di temperatura, ad esempio è un sensore di temperatura, ad esempio una termoresistenza o una sonda termica, adatta a rilevare la temperatura di strutture di supporto di organi in movimento della macchina, durante l'esecuzione delle normali lavorazioni.
15. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 13 a 14, in cui detto dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di pressione, ad esempio è un sensore di pressione, ad esempio un trasduttore di pressione, adatto a rilevare l'entità di una depressione in condotti di aspirazione della macchina.
16. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 15, in cui detto dispositivo di rilevazione è adatto a fornire un valore di corrente, ad esempio è un sensore di corrente adatto a rilevare la corrente assorbita da motori elettrici della macchina.
17. Macchina tessile (2,4,6,8), ad esempio una macchina di batteria (ad esempio un prelevatone, un miscelatore, un apritoio, una caricatrice miscelatrice, una caricatrice a bilancia o un tappeto di mischia), una macchina cardatrice, una macchina di pettinatura (quale uno stiratoio, uno stiro-riunitore o una pettinatrice) una macchina di filatura (quale un banco a fusi o un filatoio), una macchina per il trasporto di bobine, comprendente mezzi di controllo adatti a interagire con un sistema di elaborazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 16.
18. Linea tessile comprendente almeno un banco, almeno un filatoio, almeno un sistema di trasporto tra banco e filatoio e un sistema di elaborazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 16.
19. Programma per calcolatore comprendente porzioni di codice adatte a implementare il metodo di ottimizzazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, quando detto programma è eseguito sul calcolatore.
20. Supporto informatico leggibile da un calcolatore comprendente un programma per calcolatore secondo la rivendicazione 19.