JP2001506761A - バッチ配送システムの過剰充填の補償 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 材料過剰充填の補償を行って正確な量の材料を配送元から配送先へ送るバッチ配送システム。該システムはバルブやポンプなどの流動制御手段の考え得る異常を検出することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 バッチ配送システムの過剰充填の補償 発明の分野 本発明はバッチ配送システムに関し、特に材料配送元から材料配送先へ所定の 正確な量の材料を配送するために自動的に過剰充填を補償するバッチ配送システ ムに関する。 問題点 配送される材料の量を制御及び監視する自動機器によって材料配送元から材料 配送先へ材料を配送するバッチ配送システムが知られている。また、配送材料の 過剰充填や充填不足を最小限にするよう配送元から配送先へ所定量の材料を正確 に配送するバッチ配送システムも知られている。 バッチ制御システムは、配送材料の量の過剰と不足とを最小限にするように配 送材料の量を正確に制御しなければならない産業プロセスにおいて使用される。 過剰充填量を制御しないのが好ましくないのは、配送材料が無駄になってしまう ためであり、材料が有害な種類のものである場合、配送材料の過剰充填は危険に なる可能性もある。更に、顧客が予め指定し合意した材料量に対してのみ支払い を行う意志がある場合には、過剰充填は配送材料の販売者にとって費用のかかる ものになってしまう。 他の例では、特に高価な材料を使用する場合、過剰充填は経済上の無駄を意味 している。高価な材料を使用する他の状況では、配送される材料のバッチ全体が 充填不足によって無駄になってしまうこともある。このような例としては写真フ ィルム製造が挙げられ、この場合、配送材料は銀であり、充填不足によってフィ ルムに蒸着する銀の量が不十分となり、フィルムのバッチ全体がその目的に使用 できなくなってしまう。 充填不足も多くの応用において好ましくない。最も顕著であるこのような応用 は、材料の配送先である顧客が配送されるべき材料の所定量を指定し、その量に 対して顧客が支払いを行う場合である。充填不足は、配送されていない材料に対 して顧客が請求され又は負担させられる材料不足を意味している。 システムの操作において以前に生じた充填不足または過剰充填から得た経験に 基づく推定値に依存して、過剰充填または充填不足をマニュアルで補償する試み が行われてきた。例えば、１００ガロンの配送が要求され、経験により、１００ ガロン容器が充填されたときに制御弁が停止すると１ガロンの過剰充填が発生す ることが分かっている場合、これは、配送された９９ガロンと予測した１ガロン との和が配送される所望の１００ガロンになるように、９９ガロンが配送された ときに信号を送信してバルブを閉じることにより、比較的簡単に補償を行うこと ができる。しかしながら、このような手法は、材料の流量を含む全ての条件が一 定である場合のみ満足されるものである。このようなパラメータの何れかの変化 は、好ましくない過剰充填や充填不足を生じてしまう。これは特に、流体の供給 元から流体の送り先に材料を送るのに重力を使用しているために質量流量が一定 でなく変化してしまう場合に当てはまる。 従って、できるだけ過剰充填や充填不足を最低限に抑えて、指定された量の材 料のみを配送するように、材料の配送元から材料の配送先へ正確な量の材料を配 送するのが課題であることが分かる。 解決法 前記及びその他の課題は、過剰充填または充填不足を最小限に抑えて正確な量 の材料を材料配送元から材料配送先へ配送することを可能とする本発明のシステ ムにより解決される。本発明によると、流量計及び遠隔制御バルブを有する自動 制御機器は、材料を配送先へ配送する経路と直列に配置される。本発明のシステ ムは、配送される材料に関する流量情報を受信してこの情報を処理し、制御され ている流量システムの特性を確認する、バッチ・コントローラと称される自動制 御機器を備える。バッチ・コントローラは、処理された情報を使用して、最小限 の充填不足または過剰充填を有する、配送先への材料配送を達成することが必要 な時点にバルブを閉じる。 本発明のシステムは、複数の試行バッチを配送して、被制御システムの動作特 性を確認することにより機能する。これらの試行において、配送される材料のバ ッチ・サイズは、実行されるべき試行回数と同様に指定される。この後、試行バ ッチに対する統計が集計されるが、この統計は、各試行バッチに対して達成され る材料の流量及び過剰充填／充填不足を含む。指定された回数の試行が行われた 後、試行データを累算し、蓄積する。蓄積された試行データにより、様々な運転 条件に対して予測されるべき過剰充填／充填不足についての推定を行うことがで きる。 次に、材料は生産バッチにおいて配送されるが、各バッチは配送されるべきバ ッチのサイズを指定するデータと関連付けられている。配送ラインでの材料流量 計を含む計器は、データをバッチ・コントローラに送る。バッチ・コントローラ は過剰充填／充填不足の蓄積された推定を含むデータを使用して、指定された所 望の値に等しい大きさを有するバッチを配送先へ配送する。 バッチの配送が進むと、バッチ・コントローラは流量計から流量情報を受信し 、配送される材料の時間に対する大きさを累算する。この決定は、測定された流 量にバッチの累算された配送時間を乗じることにより行われる。この処理が継続 されるのは、配送された材料の総量がバッチに対して配送されるべき材料の目標 量にほぼ等しくなるまでである。この時点で、バッチ・コントローラは、推定さ れた過剰充填データを使用して、バッチの最終目標量が実際に配送される少し前 に、信号を制御バルブに送って該バルブを閉じる。制御バルブは、バッチ・コン トローラからの閉止信号の受信後に閉じるのに有限の時間量を必要とする。また 、バルブが閉じた後、有限の量の材料が配送先への配送経路内にある。この残っ ている材料とバルブの閉止時間との累積的な影響は、過剰充填推定データによっ て補償されるので、制御バルブが最終的に閉じるまでに、また、配送経路内の材 料が配送先に到達するまでに、バッチに対して配送される材料の総量は高精度で 目標量に近いものとなる。 前記のとおり、本発明のシステムは、生産バッチの処理を開始する前にバッチ 試行を複数回行う。試行バッチを実行する目的は、本システムが生産バッチを処 理するために後で使用する過剰充填情報を正確に推定できるようにするための情 報を求めることにある。複数の試行バッチを実行する処理は、実行すべき試行バ ッチの回数を指定し、各試行バッチに対する流量やその他の情報を蓄積し、複数 の試行バッチに関するこの情報の蓄積から、処理すべき実際のバッチで使用され る過剰充填情報を得ることを含む。 更に詳細には、試行バッチに対して求められて蓄積された情報は、各バッチの 流量と求められた又は計算された過剰充填量とを含む。過剰充填量を流量で除算 することにより、その他の情報が求められ、各試行バッチに対する比率が求めら れて蓄積される。更に、この情報は、各バッチについて求めた種々の比率の平均 及び標準偏差の計算を含む。最後に、蓄積された情報は、その後に実際のバッチ の処理において使用される推定関数を求める際の線形係数として、平均の比率を 使用することを更に含む。 本発明の処理は、制御バルブの考え得る誤動作や初期の誤動作を決定するのに 一層有用である。例えば、本発明の配送システムで使用される制御バルブは、閉 止信号の受信後に閉じるのに有限の時間を要する。この時間は約５〜１０秒のオ ーダーである。試行バッチの処理は、システム・コントローラが制御バルブの閉 止時間を考慮することを可能にする。制御バルブの閉止時間は材料の過剰充填に 関係する。これは、材料はバルブが閉じるのに要する５〜１０秒の間にバルブを 流れることができるからである。本発明のバッチ・コントローラはバルブの特性 に関するこの情報を累算するので、バルブの特性がその後に変化して閉止時間が ずっと長くなったとしても、この変化はバッチ・コントローラによって決定され る。過剰充填はバルブが適正に動作していたときよりも実質的に増加するからで ある。バッチ・コントローラはこの情報から、制御バルブが閉止信号受信後に閉 じるのに一層長い時間を要していることを決定することができる。これにより、 バッチ・コントローラは警報または他の適切な信号を発して、システム・オペレ ータに制御バルブの考え得る異常を警告することができる。 図面の説明 本発明の前記及び他の有利な特徴は、下記の図面を参照して以下の詳細な説明 を読むことにより更に良く理解される。 図１は、バッチ処理システムのブロック図である。 図２は、バッチ・コントローラのブロック図である。 図３は、本システムの好適な実施の形態のステップのフローチャートである。 図４は、テスト・データ生成方法のフローチャートである。 図５は、過剰充填推定器関数を決定する好適な方法のフローチャートである。 図６は、過剰充填推定器関数を使用してバッチの過剰充填を防ぐ方法のフロー チャートである。 図７は、テスト・データを得て推定器関数を求める他の方法のフローチャート である。 図８は、過剰充填推定器関数を生成して精度を向上させる好適な方法における 追加の手順のフローチャートである。 図９は、過剰充填推定器関数を生成する他の方法である。 図１０は、テスト・データを蓄積するデータ構造のブロック図である。 図１１は、材料流動コントローラの起り得る異常を検出する方法のブロック図 である。 詳細な説明 図１は本発明のバッチ配送システム１００を示す。材料は流体配送元１０１か ら送られ、経路１０２を介して流量計１０３に加えられる。バルブ１０７は経路 １０６を介して流量計１０３から材料を受け取る。バルブ１０７は代わりにポン プであってもよい。材料は経路１０８を通ってバルブ１０７から流体配送先１１ ０に流れる。バッチ・コントローラ１０５はバッチ配送システム１００を通る材 料の流動を監視し制御する。流量計１０３は経路１０４を介してバッチ・コント ローラ１０５に流量情報を送る。バッチ・コントローラ１０５は、指定された量 の材料が流量計１０３を流れたと決定したとき、経路１０９を介して信号を送り 、バルブ１０７を閉じる。本発明は、バッチ・コントローラ１０５から流動停止 信号が送られてからバルブ１０７が閉じるまでの時間にバルブ１０７を通って流 れる過剰充填材料の量を決定する過剰充填推定器関数を生成する方法である。バ ッチ・コントローラ１０５は推定値を使用し、配送先１１０に目的量を超える過 剰充填が発生しないよう流動停止信号をバルブ１０７に送る時間を決定する。 バッチ・コントローラ１０５を図２のブロック図に示す。プロセッサ２００は 、バス２０１を介して読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２１１から読み出した命令 を実行することにより、バッチ配送システム１００における材料の流動を制御す る。これらの命令を実行するために、プロセッサ２００はバス２０２を介してラ ンダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２１２に対してデータの読み書きを行う。 後の推定で使用するために蓄積されているデータは、バス２０３を介してメモリ ２１３に書き込まれ、また、そこから読み出される。 プロセッサ２００は、経路１０９を経てバルブ１０７に信号を送ることにより 、バルブ１０７の開閉を行う。プロセッサ２００はバッチ処理についての表示デ ータを生成し、該表示データをビデオ・バス２０４を介してディスプレイ２１４ に送ることが可能である。ディスプレイ２１４は、プロセッサ２００によって生 成された表示データを表示できるモニタまたはこれと同等の装置である。インタ ーフェース２１５は、ユーザがバス２０５を通してプロセッサ２００にデータを 入力することのできるキーボード等の装置である。 図３は、本発明の好適な実施の形態においてプロセッサ２００が実行する全処 理の概要を示すフローチャートである。全体の処理３００はステップ３０１で開 始される。ステップ３０２において、テスト・データが生成され、後に行われる 過剰充填推定器関数の決定の際に使用するために蓄積される。ステップ３０３は 、ステップ３０２で生成されて蓄積されたテスト・データを使用して過剰充填推 定器関数を計算する。ステップ３０４は、ステップ３０３で決定した推定器関数 を使用してバッチを実行し、過剰充填を防ぐためにバルブ１０７を閉じる適切な 時間を推定する。ステップ３０２〜３０４をそれぞれ以下に詳細に説明する。 ステップ３０２の処理のフローチャートを図４に示す。処理３０２は４０１で 開始する。ステップ４０２において、ユーザは試行バッチの量を入力する。入力 された量は、プロセッサ２００が送り先１１０に配送しようとする材料の目標量 である。ユーザはインターフェース２１５により目標バッチ量を入力する。入力 された量はバス２０５を通ってプロセッサ２００に送られ、後に使用するために ＲＡＭ２１２に蓄積される。ステップ４０３は、後の使用のために同様にＲＡＭ ２１２に蓄積される試行回数のユーザ入力を受信する。ステップ４０４では、プ ロセッサ２００は過剰充填データ構造１０００（図１０）の全部の値をゼロに初 期化する。初期化を行うことで、不要な値が過剰充填推定器関数の計算に使用さ れないことを保証する。ステップ４０５は試行回数をゼロに設定し、バッチ・シ ステム１００は試行バッチの実行に備える。 試行バッチから収集されたデータは、図１０に示すデータ構造１００に蓄積さ れる。各行１００１はバッチの１回の試行から得たデータを含む。バッチに対し て流量計１０３で得た材料の流量は、列１００２に記録される。バッチの過剰充 填量は列１００３に蓄積される。過剰充填／流量の比率は後に処理３０３で計算 され、列１００４に蓄積される。平均の比率も処理３０３で計算され、１００５ に蓄積される。平均の比率からの測定された比率の標準偏差は１００６に蓄積さ れる。 以下のように個々の試行を実行することにより、処理３０２は図４に示すよう に続行される。まず、ステップ４０６は試行回数を増分する。ステップ４０７に おいて、プロセッサ２００は材料流動開始信号を送ってバルブ１０７を開く。ス テップ４０８において、材料はバルブを通って配送先１１０へ流れる。流量計１ ０３は、バッチ処理システム１００を流れる材料の流量を測定する。ステップ４ ０９において、測定された流量は経路１０４を通って流量計１０３からプロセッ サ２００に送られる。ステップ４１０では、プロセッサ２００は流量を使用して 、バルブを通過した材料の量を計算する。ステップ４１１において、プロセッサ ２００はバルブを通過した量がバッチの入力量に等しいか否かを決定する。２つ の量が等しくなければ、ステップ４０８〜４１１が反復される。 バルブを通過した量がバッチの入力量に等しいとき、プロセッサ２００はステ ップ４１２を実行し、材料流動停止信号を経路１０９を介してバルブ１０７に送 る。この停止信号を受信するとバルブ１０７は閉じ、ステップ４１３で過剰充填 量が測定される。プロセッサ２００はステップ４１４を実行し、流量及び試行の 過剰充填を過剰充填データ構造１０００に蓄積する。ステップ４１５は試行回数 が入力された試行回数と等しいか否かを決定する。２つの数が等しければ、処理 は完了してステップ４１６で終わる。その他の場合、ステップ４０６で、別の試 行を実行する。バッチの試行は、推定器関数の適合度の精度を向上させるために 複数回実行されるべきである。 図５は、蓄積された流量と過剰充填量から過剰充填推定器関数を生成する処理 ３０３を示している。以下では一次関数が生成される。しかしながら、試行デー タから関数を生成する任意の他の方法を用いてもよい。ステップ５０１が処理３ ０３を開始する。ステップ５０２では、プロセッサ２００がカウンタをゼロに設 定する。該カウンタは処理３０３の完了時点を決定するのに使用される。 ステップ５０３は該カウンタを増分して、現在完了している処理の繰り返しを 指示する。ステップ５０４では、プロセッサ２００はデータ構造１０００から試 行バッチの流量と過剰充填量を読み出す。プロセッサ２００はステップ５０５に おいて過剰充填量を流量で除算して過剰充填量／流量の比率を求める。この比率 はステップ５０６でメモリに蓄積される。ステップ５０７において、プロセッサ ２００が、カウンタが総試行回数と等しいか否かの決定を行う。カウンタと試行 回数が等しくなければ、ステップ５０３〜５０７を繰り返す。 カウンタと試行回数が等しい場合、ステップ５０８において、プロセッサ２０ ０は計算された全ての比率を読み出す。ステップ５０９において、プロセッサ２ ００は読み出した比率の平均を計算する。比率の平均はデータ構造１０００の１ ００５に蓄積される。ステップ５１０ではこの平均を用いて各比率の標準偏差を 計算し、処理３０３はステップ５１１で終了する。この平均の比率は、バッチ期 間に過剰充填量を推定するため、ステップ３０４において推定器関数として使用 される。 図８は、推定器関数の精度を向上させるためにプロセッサ２００によって実行 される処理３０３の追加の手順を示している。精度は平均の比率にバイアス係数 を加算することにより向上する。ステップ５０９及び５１０を含む図８により、 図８での図５からの継続が示される。ステップ８０１で、プロセッサ２００はユ ーザからのバイアス係数ｂの入力を受信する。ステップ８０２は、バイアス係数 ｂとステップ５１０で計算された標準偏差を乗算する。ステップ８０２で求めた 積はステップ８０３において比率の平均に加算され、バッチを実行するためステ ップ３０４で使用されるべき推定器関数が求められる。 図９は、ステップ３０３の他の実施の形態を示している。図９の処理は、デー タの最良の多項式適合度を決定することで推定器関数を求める。典型的には、多 項式関数は第１の実施の形態に示す線形関係よりも正確である。処理３０３の第 ２の実施の形態はステップ９０１で開始する。ステップ９０２において、プロセ ッサ２００はデータ構造１０００の値をゼロに設定する。ステップ９０３は、図 ４に示す処理３０１に、生産バッチで使用されるべき流量範囲に広がる試行バッ チに対する流量の割り当てを行わせ、正確な多項式適合度を生成するデータを作 り出す。図９において処理３０３は引き続き行われ、ステップ９０４において、 プロセッサ２００は流量からの少なくとも２次元の多項式を過剰充填量に適合さ せる。多項式を求めた後、ステップ９０５で多項式適合度の平均二乗誤差を計算 する。ステップ９０６において、プロセッサ２００はユーザから入力されたバイ アス係数ｂを受信する。ステップ９０７において、バイアス係数ｂと平均二乗誤 差を乗算する。ステップ９０７で求めた積は、ステップ９０８において多項式の 定数項「ａ」に加算される。処理３０４では、この多項式を推定器関数として使 用する。 図６は、バッチを実行して、材料配送先１１０の過剰充填を回避するために過 剰充填量を推定する処理３０４を示している。処理３０４はステップ６０１で開 始する。ステップ６０２において、プロセッサ２００はバス２０５を介してイン ターフェース２１５から目標量のユーザ入力を受け取る。ステップ６０３におい て、バッチの総量は充填開始前にゼロに等しくなるよう設定される。 ステップ６０４において、プロセッサ２００は経路１０９を介してバルブ１０ ７に材料流動開始信号を送る。この信号を受信するとバルブ１０７は開く。ステ ップ６０５において、プロセッサ２００はタイマをゼロに設定する。タイマはス テップ６０６で増分され、ステップ６０７はタイマが測定時間に等しいか否かを 決定する。両者が等しくない場合、ステップ６０６および６０７を繰り返す。 タイマが測定時間に等しい場合、処理３０４はステップ６０８へ継続されて流 量が測定される。流量計１０３はバルブ１０７に流れる材料の流量を測定する。 測定された流量は経路１０４を介してプロセッサ２００によって受信される。ス テップ６０９において、プロセッサ２００は流量と測定時間を乗算し、測定時間 中にバルブを通過した材料の量を決定する。配送先１１０における現在の材料量 を指示するため、決定された材料の量はステップ６１０でバッチ総量に加算され る。ステップ６１１は、処理３０３で決定した推定器関数を使用して過剰充填量 を決定する。好適な実施の形態においては、処理３０３のステップ５０９で求め た平均比率と測定された流量とが乗算される。第２の実施の形態では、流量を多 項式に代入して過剰充填推定値を求める。この結果は、現在の流量での推定過剰 充填量となる。 ステップ６１２において、推定された過剰充填は総量に加算される。ステップ ６１３は、総量と推定された過剰充填との和が入力された目標量以上であるか否 かを決定する。推定された過剰充填と総量との和が目標量未満であれば、ステッ プ６０５〜６１３が反復される。推定された過剰充填と総量との和が少なくとも 目標量に等しければ、ステップ６１４においてプロセッサ２００は経路１０９を 介してバルブ閉止信号をバルブ１０７に送る。バルブ閉止信号を受信すると、バ ルブ１０７は閉じ、ステップ６１５で処理３０４は終了する。 本発明の第２の実施の形態は、前回行われたバッチからの流量と過剰充填を使 用して、推定器関数を決定するのに必要なデータを生成する。図７は第２の実施 の形態を示す。処理７００はステップ７０１から開始する。ステップ７０２にお いて、プロセッサ２００は過剰充填推定器関数をゼロに初期化する。これにより 、最初のバッチ実行に対するゼロの一定の過剰充填推測値が生成されるが、他の 妥当な推定器関数を設計上の選択事項として選択することができる。 ステップ７０３は、過剰充填推定器関数を使用してバッチを実行する。ステッ プ７０４において、プロセッサ２００はステップ７０３でのバッチ実行の流量と バッチの過剰充填量とをメモリに記録する。好適な第２の実施の形態では、最も 古いバッチの代わりに、流量と過剰充填量がデータ構造１０００（図１０）に蓄 積される。処理６００は最も最近に実行したバッチのみに対するデータを蓄積す る。 次に、完了したバッチからの流量と過剰充填を使用して、ステップ７０５にお いて、新たな推定器関数が計算される。好適な第２の実施の形態では、ステップ ７０５は、新たに記録されたデータを有するデータ構造に対して処理３０３を適 用することによって完了する。推定器は絶えず再計算され、できる限り正確に推 定を維持する。推定器関数が急激に変化すると、即座にユーザに問題の警告がな される。ステップ７０６は、他のバッチを実行する必要があるか否かを決定する 。他のバッチを実行する必要がある場合は、ステップ７０３〜７０６が繰り返さ れる。その他の場合は、ステップ７０７で処理７００が終了する。 また、本発明は、バルブ１０７やバルブ１０７の代わりとなるポンプ等の他の 流動制御手段の考え得る異常の検出をも行う。考え得る異常は、流動停止信号受 信後のバルブ閉止時間の延長や流動制御手段による応答時間の延長である。 この処理は図１１のフローチャートに示してあり、エレメント１１０１は処理 の開始である。エレメント１１０２は、図１０に示す複数回のバッチに対する流 動停止信号の受信後の流量と材料の流動を表すデータを蓄積する。次に、エレメ ント１１０３は、複数のバッチに対する流動停止信号の受信後の蓄積した流量と 材料の流動を分析する。エレメント１１０４は、分析結果として、後半に行われ た複数回のバッチのほうが前半に行われた複数回のバッチよりも流動停止信号受 信後の材料の流動量が多いか否かを決定する。ステップ１１０４の決定結果に応 答して、ステップ１１０５は流動制御手段の考え得る異常を表す出力信号を生成 する。エレメント１１０６は処置を終了する。 前記の発明は、バッチの過剰充填を推定して超過材料が配送先に送られないよ うにすることに関するものである。ここでは、例として特定の実施の形態を開示 しているが、当業者は文字どおり又は均等論により請求項の範囲内に入る代替の 過剰充填推定器関数生成方法を設計することができ、また設計するものである。 例えば、エレメント１０７は材料の流動を開始／停止するよう制御されるバルブ またはポンプであってよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年６月１６日（１９９９．６．１６） 【補正内容】 明細書 バッチ配送システムの過剰充填の補償 発明の分野 本発明はバッチ配送システムに関し、特に材料配送元から材料配送先へ所定の 正確な量の材料を配送するために自動的に過剰充填を補償するバッチ配送システ ムに関する。 問題点 配送される材料の量を制御及び監視する自動機器によって材料配送元から材料 配送先へ材料を配送するバッチ配送システムが知られている。また、配送材料の 過剰充填や充填不足を最小限にするよう配送元から配送先へ所定量の材料を正確 に配送するバッチ配送システムも知られている。 バッチ制御システムは、配送材料の量の過剰と不足とを最小限にするように配 送材料の量を正確に制御しなければならない産業プロセスにおいて使用される。 過剰充填量を制御しないのが好ましくないのは、配送材料が無駄になってしまう ためであり、材料が有害な種類のものである場合、配送材料の過剰充填は危険に なる可能性もある。更に、顧客が予め指定し合意した材料量に対してのみ支払い を行う意志がある場合には、過剰充填は配送材料の販売者にとって費用のかかる ものになってしまう。 他の例では、特に高価な材料を使用する場合、過剰充填は経済上の無駄を意味 している。高価な材料を使用する他の状況では、配送される材料のバッチ全体が 充填不足によって無駄になってしまうこともある。このような例としては写真フ ィルム製造が挙げられ、この場合、配送材料は銀であり、充填不足によってフィ ルムに蒸着する銀の量が不十分となり、フィルムのバッチ全体がその目的に使用 できなくなってしまう。 充填不足も多くの応用において好ましくない。最も顕著であるこのような応用 は、材料の配送先である顧客が配送されるべき材料の所定量を指定し、その量に 対して顧客が支払いを行う場合である。充填不足は、配送されていない材料に対 して顧客が請求され又は負担させられる材料不足を意味している。 システムの操作において以前に生じた充填不足または過剰充填から得た経験に 基づく推定値に依存して、過剰充填または充填不足をマニュアルで補償する試み が行われてきた。例えば、１００ガロンの配送が要求され、経験により、１００ ガロン容器が充填されたときに制御弁が停止すると１ガロンの過剰充填が発生す ることが分かっている場合、これは、配送された９９ガロンと予測した１ガロン との和が配送される所望の１００ガロンになるように、９９ガロンが配送された ときに信号を送信してバルブを閉じることにより、比較的簡単に補償を行うこと ができる。しかしながら、このような手法は、材料の流量を含む全ての条件が一 定である場合のみ満足されるものである。このようなパラメータの何れかの変化 は、好ましくない過剰充填や充填不足を生じてしまう。これは特に、流体の供給 元から流体の送り先に材料を送るのに重力を使用しているために質量流量が一定 でなく変化してしまう場合に当てはまる。 従って、できるだけ過剰充填や充填不足を最低限に抑えて、指定された量の材 料のみを配送するように、材料の配送元から材料の配送先へ正確な量の材料を配 送するのが課題であることが分かる。 解決法 前記及びその他の課題は、過剰充填または充填不足を最小限に抑えて正確な量 の材料を材料配送元から材料配送先へ配送することを可能とする本発明のシステ ムにより解決される。 この発明の方法は、 材料が配送元から配送先へ配送されるｎ回のバッチを実行する工程と、 前記ｎ回のバッチそれぞれの実行期間に、前記ｎ回のバッチのそれぞれについ ての前記材料の流量を測定する工程であって、該測定された流量が任意の値であ る工程と、 前記バッチのそれぞれの実行期間に、前記ｎ回のバッチのそれぞれについての 材料過剰充填量を測定する工程と、 前記ｎ回のバッチのそれぞれに対する測定された流量と前記ｎ回のバッチのそ れぞれに対する測定された材料過剰充填量とを含むデータを累算して記録する工 程と、 少なくとも１回の後続のバッチを実行する工程と、 前記少なくとも１回の後続のバッチに対して配送されるべき材料の目標量を指 定する工程と、 前記少なくとも１回の後続のバッチの実行期間に、前記少なくとも１回の後続 のバッチに対する流量を測定する工程であって前記後続のバッチの前記測定され た流量が任意の値である工程と、 前記ｎ回のバッチの前記の記録されたデータと前記測定された流量とを使用し て、前記少なくとも１回の後続のバッチの前記測定された流量に対する推定材料 過剰充填量を決定する工程と、 前記目標量から前記少なくとも１回の後続のバッチに対する前記推定材料過剰 充填量を減算して、材料流動停止信号量を求める工程と、 前記停止信号量を求めることに応答して前記材料の流動を終了し、前記目標量 の材料を前記配送先に配送する工程と、 を含む。 本発明によると、流量計及び遠隔制御バルブを有する自動制御機器は、材料を 配送先へ配送する経路と直列に配置される。本発明の方法は、配送される材料に 関する流量情報を受信してこの情報を処理し、制御されている流量方法の特性を 確認する、バッチ・コントローラと称される自動制御機器を備える。バッチ・コ ントローラは、処理された情報を使用して、最小限の充填不足または過剰充填を 有する材料配送を達成することが必要な時点にバルブを閉じる。 本発明の方法は、複数の試行バッチを配送して、被制御システムの動作特性を 確認することにより機能する。これらの試行において、配送される材料のバッ チ・サイズは、実行されるべき試行回数と同様に指定される。この後、試行バッ チに対する統計が集計されるが、この統計は、各試行バッチに対して達成される 材料の流量及び過剰充填／充填不足を含む。指定された回数の試行が行われた後 、試行データを累算し、蓄積する。蓄積された試行データにより、試行に関係す る条件と類似する又はそれから大きく異なり得る様々な運転条件に対して予測さ れるべき過剰充填／充填不足についての推定を行うことができる。 次に、材料は生産バッチにおいて配送されるが、各バッチは配送されるべきバ ッチのサイズを指定するデータと関連付けられている。配送ラインでの材料流量 計を含む計器は、データをバッチ・コントローラに送る。バッチ・コントローラ は過剰充填／充填不足の蓄積された推定を含むデータを使用して、指定された所 望の値に等しい大きさを有するバッチを配送先へ配送する。 バッチの配送が進むと、バッチ・コントローラは流量計から流量情報を受信し 、配送される材料の時間に対する大きさを累算する。この決定は、測定された流 量とバッチの累算された配送時間とを乗じることにより行われる。この処理が継 続されるのは、配送された材料の総量がバッチに対して配送されるべき材料の目 標量にほぼ等しくなるまでである。この時点で、バッチ・コントローラは、推定 された過剰充填データを使用して、バッチの最終目標量が実際に配送される少し 前に、信号を制御バルブに送って該バルブを閉じる。制御バルブは、バッチ・コ ントローラから閉止信号を受信してから閉じるのに有限の時間量を必要とする。 また、バルブが閉じた後、有限の量の材料が配送先への配送経路内にある。この 残っている材料とバルブの閉止時間との累積的な影響は、過剰充填推定データに よって補償される。その結果、制御バルブが最終的に閉じるまでに、また、配送 経路内の材料が配送先に到達するまでに、バッチに対して配送される材料の総量 は高精度で目標量に近いものとなる。 前記のとおり、本発明の方法は、生産バッチの処理を開始する前にバッチ試行 を複数回行う。試行バッチを実行する目的は、本方法が生産バッチを処理するた めに後で使用する過剰充填情報を正確に推定できるようにするための情報を求め ることにある。複数の試行バッチを実行する処理は、実行すべき試行バッチの回 数を指定し、各試行バッチに対する流量やその他の情報を蓄積し、複数の試行バ ッチに関するこの情報の蓄積から、処理すべき実際のバッチで使用される過剰充 填情報を得ることを含む。 更に詳細には、試行バッチに対して求められて蓄積された情報は、各バッチの 流量と求められた又は計算された過剰充填量とを含む。過剰充填量を流量で除算 することにより、別の情報が求められ、各試行バッチに対する比率が求められて 蓄積される。更に、この情報は、各バッチについて求めた種々の比率の平均及び 標準偏差の計算を含む。最後に、蓄積された情報は、その後に実際のバッチの処 理において使用される推定関数を求める際の線形係数として、平均の比率を使用 することを更に含む。 本発明の処理は、制御バルブの考え得る誤動作や初期の誤動作を決定するのに 一層有用である。例えば、本発明の配送方法で使用される制御バルブは、閉止信 号の受信後に閉じるのに有限の時間を要する。この時間は約５〜１０秒のオーダ ーである。試行バッチの処理は、コントローラが制御バルブの閉止時間を考慮す ることを可能にする。制御バルブの閉止時間は材料の過剰充填に関係する。これ は、材料はバルブが閉じるのに要する５〜１０秒の間にバルブを通過することが できるからである。本発明のバッチ・コントローラはバルブの特性に関するこの 情報を累算するので、バルブの特性がその後に変化して閉止時間がずっと長くな ったとしても、この変化はバッチ・コントローラによって決定される。これは、 過剰充填はバルブが適正に動作していたときよりも実質的に増加するからである 。バッチ・コントローラはこの情報から、制御バルブが閉止信号受信後に閉じる のに一層長い時間を要していることを決定することができる。これにより、バッ チ・コントローラは警報または他の適切な信号を発して、システム・オペレータ に制御バルブの考え得る異常を警告することができる。 図面の説明 本発明の前記及び他の有利な特徴は、下記の図面を参照して以下の詳細な説明 を読むことにより更に良く理解される。 図１は、この発明の方法により制御されるバッチ処理設備のブロック図である 。 図２は、バッチ・コントローラのブロック図である。 図３は、本発明の方法の好適な実施の形態の手順のフローチャートである。 図４は、テスト・データ生成方法のフローチャートである。 図５は、過剰充填推定器関数を決定する好適な方法のフローチャートである。 図６は、過剰充填推定器関数を使用してバッチの過剰充填を防ぐ方法のフロー チャートである。 図７は、テスト・データを得て推定器関数を求める代替の方法のフローチャー トである。 図８は、過剰充填推定器関数を生成して精度を向上させる好適な方法における 追加の手順のフローチャートである。 図９は、過剰充填推定器関数を生成する他の方法である。 図１０は、テスト・データを蓄積するデータ構造のブロック図である。 図１１は、材料流動コントローラの起り得る異常を検出する方法のブロック図 である。 詳細な説明 図１は本発明の方法によって制御されるバッチ配送設備１００を示す。材料は 流体配送元１０１から送られ、経路１０２を介して流量計１０３に加えられる。 バルブ１０７は経路１０６を介して流量計１０３から材料を受け取る。バルブ１ ０７は代わりにポンプであってもよい。材料は経路１０８を通ってバルブ１０７ から流体配送先１１０に流れる。バッチ・コントローラ１０５はバッチ配送設備 １００を通る材料の流動を監視し制御する。流量計１０３は経路１０４を介して バッチ・コントローラ１０５に流量情報を送る。バッチ・コントローラ１０５は 、指定された量の材料が流量計１０３を流れたと決定したとき、経路１０９を介 して信号を送り、バルブ１０７を閉じる。本発明は、バッチ・コントローラ１０ ５から流動停止信号が送られてからバルブ１０７が閉じるまでの時間にバルブ１ ０７を通って流れる過剰充填材料の量を決定する過剰充填推定器関数を生成する 方法を含む。バッチ・コントローラ１０５は推定値を使用し、配送先１１０を目 的量を超えて過剰充填しないよう流動停止信号をバルブ１０７に送る時点を決定 する。 バッチ・コントローラ１０５を図２のブロック図に示す。プロセッサ２００は 、バス２０１を介して読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２１１から読み出した命令 を実行することにより、バッチ配送設備１００における材料の流動を制御する。 これらの命令を実行するために、プロセッサ２００はバス２０２を介してランダ ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２１２に対してデータの読み書きを行う。後の 推定で使用するために蓄積されているデータは、バス２０３を介してメモリ２１ ３に書き込まれ、また、そこから読み出される。 プロセッサ２００は、経路１０９を経てバルブ１０７に信号を送ることにより 、バルブ１０７の開閉を行う。プロセッサ２００はバッチ処理についての表示デ ータを生成し、該表示データをビデオ・バス２０４を介してディスプレイ２１４ に送ることが可能である。ディスプレイ２１４は、プロセッサ２００によって生 成された表示データを表示できるモニタまたはこれと同等の装置である。インタ ーフェース２１５は、ユーザがバス２０５を通してプロセッサ２００にデータを 入力することのできるキーボード等の装置である。 図３は、本発明の好適な実施の形態においてプロセッサ２００が実行する全処 理の概要を示すフローチャートである。全体の処理３００はステップ３０１で開 始される。ステップ３０２において、テスト・データが生成され、後に行われる 過剰充填推定器関数の決定の際に使用するために蓄積される。ステップ３０３は 、ステップ３０２で生成されて蓄積されたテスト・データを使用して過剰充填推 定器関数を計算する。ステップ３０４は、ステップ３０３で決定した推定器関数 を使用してバッチを実行し、過剰充填を防ぐためにバルブ１０７を閉じる適切な 時間を推定する。ステップ３０２〜３０４をそれぞれ以下に詳細に説明する。 ステップ３０２の処理のフローチャートを図４に示す。処理３０２は４０１で 開始する。ステップ４０２において、ユーザは試行バッチの量を入力する。入力 された量は、プロセッサ２００が送り先１１０に配送しようとする材料の目標量 である。ユーザはインターフェース２１５により目標バッチ量を入力する。入力 された量はバス２０５を通ってプロセッサ２００に送られ、後に使用するために ＲＡＭ２１２に蓄積される。ステップ４０３は、後の使用のために同様にＲＡＭ ２１２に蓄積される試行回数のユーザ入力を受信する。ステップ４０４では、プ ロセッサ２００は過剰充填データ構造１０００（図１０）の全部の値をゼロに初 期化する。初期化を行うことで、不要な値が過剰充填推定器関数の計算に使用さ れないことを保証する。ステップ４０５は試行回数をゼロに設定し、バッチ処理 設備１００は試行バッチの実行に備える。 試行バッチから収集されたデータは、図１０に示すデータ構造１００に蓄積さ れる。各行１００１はバッチの１回の試行から得たデータを含む。バッチに対し て流量計１０３で得た材料の流量は、列１００２に記録される。バッチの過剰充 填量は列１００３に蓄積される。過剰充填／流量の比率は後に処理３０３で計算 され、列１００４に蓄積される。平均の比率も処理３０３で計算され、１００５ に蓄積される。平均の比率からの測定された比率の標準偏差は１００６に蓄積さ れる。 以下のように個々の試行を実行することにより、処理３０２は図４に示すよう に続行される。まず、ステップ４０６は試行回数を増分する。ステップ４０７に おいて、プロセッサ２００は材料流動開始信号を送ってバルブ１０７を開く。ス テップ４０８において、材料はバルブを通って配送先１１０へ流れる。流量計１ ０３は、バッチ処理設備１００を流れる材料の流量を測定する。ステップ４０９ において、測定された流量は経路１０４を通って流量計１０３からプロセッサ２ ００に送られる。ステップ４１０では、プロセッサ２００は流量を使用して、バ ルブを通過した材料の量を計算する。ステップ４１１において、プロセッサ２０ ０はバルブを通過した量がバッチの入力量に等しいか否かを決定する。２つの量 が等しくなければ、ステップ４０８〜４１１が反復される。 バルブを通過した量がバッチの入力量に等しいとき、プロセッサ２００はステ ップ４１２を実行し、材料流動停止信号を経路１０９を介してバルブ１０７に送 る。この停止信号を受信するとバルブ１０７は閉じ、ステップ４１３で過剰充填 量が測定される。プロセッサ２００はステップ４１４を実行し、流量及び試行の 過剰充填を過剰充填データ構造１０００に蓄積する。ステップ４１５は試行回数 が入力された試行回数と等しいか否かを決定する。２つの数が等しければ、処理 は完了してステップ４１６で終わる。その他の場合、ステップ４０６で、別の試 行を実行する。バッチの試行は、推定器関数の適合度の精度を向上させるために 複数回実行されるべきである。 図５は、蓄積された流量と過剰充填量から過剰充填推定器関数を生成する処理 ３０３を示している。以下では一次関数が生成される。しかしながら、試行デー タから関数を生成する任意の他の方法を用いてもよい。ステップ５０１が処理３ ０３を開始する。ステップ５０２では、プロセッサ２００がカウンタをゼロに設 定する。該カウンタは処理３０３の完了時点を決定するのに使用される。 ステップ５０３は該カウンタを増分して、現在完了している処理の繰り返しを 指示する。ステップ５０４では、プロセッサ２００はデータ構造１０００から試 行バッチの流量と過剰充填量を読み出す。プロセッサ２００はステップ５０５に おいて過剰充填量を流量で除算して過剰充填量／流量の比率を求める。この比率 はステップ５０６でメモリに蓄積される。ステップ５０７において、プロセッサ ２００が、カウンタが総試行回数と等しいか否かの決定を行う。実行されるべき 試行回数は図４のエレメント４０３からエレメント５０７へ入力される。カウン タと試行回数が等しくなければ、ステップ５０３〜５０７を繰り返す。 カウンタと試行回数が等しい場合、ステップ５０８において、プロセッサ２０ ０は計算された全ての比率を読み出す。ステップ５０９において、プロセッサ２ ００は読み出した比率の平均を計算する。比率の平均はデータ構造１０００の１ ００５に蓄積される。ステップ５１０ではこの平均を用いて各比率の標準偏差を 計算し、処理３０３はステップ５１１で終了する。この平均の比率は、バッチ期 間に過剰充填量を推定するため、ステップ３０４において推定器関数として使用 される。 図８は、推定器関数の精度を向上させるためにプロセッサ２００によって実行 される処理３０３の追加の手順を示している。精度は平均の比率にバイアス係数 を加算することにより向上する。ステップ５０９及び５１０を含む図８により、 図５からの継続が示される。ステップ８０１で、プロセッサ２００はユーザから のバイアス係数ｂの入力を受信する。ステップ８０２は、バイアス係数ｂとステ ップ５１０で計算された標準偏差とを乗算する。ステップ８０２で求めた積はス テップ８０３において比率の平均に加算され、バッチを実行するためステップ３ ０４で使用されるべき推定器関数が求められる。 図９は、ステップ３０３の他の実施の形態を示している。図９の処理は、デー タの最良の多項式適合度を決定することで推定器関数を求める。典型的には、多 項式関数は図５の第１の実施の形態に示す線形関係よりも正確である。処理３０ ３の第２の実施の形態はステップ９０１で開始する。ステップ９０２において、 プロセッサ２００はデータ構造１０００の値をゼロに設定する。ステップ９０３ は、正確な多項式適合度を作るデータを生成するため、生産バッチで使用される べき流量範囲に広がる試行バッチに流量を割り当てる。図９において処理３０３ は引き続き行われ、ステップ９０４において、プロセッサ２００は流量からの少 なくとも２次元の多項式を過剰充填量に適合させる。多項式を求めた後、ステッ プ９０５は多項式適合度の平均二乗誤差を計算する。ステップ９０６において、 プロセッサ２００はユーザから入力されたバイアス係数ｂを受信する。ステップ ９０７はバイアス係数ｂと平均二乗誤差とを乗算する。ステップ９０７で求めた 積は、ステップ９０８において多項式の定数項「ａ」に加算される。エレメント ９０８は、この多項式を処理３０４のエレメント６１１における推定器関数とし て使用する。 図６は、バッチを実行して、材料配送先１１０の過剰充填を回避するために過 剰充填量を推定する処理３０４を示している。処理３０４はステップ６０１で開 始する。ステップ６０２において、プロセッサ２００はバス２０５を介してイン ターフェース２１５から目標量のユーザ入力を受け取る。ステップ６０３におい て、バッチの総量は充填開始前にゼロに等しいように設定される。 ステップ６０４において、プロセッサ２００は経路１０９を介してバルブ１０ ７に材料流動開始信号を送る。この信号の受信に応答してバルブ１０７が開く。 ステップ６０５において、プロセッサ２００はタイマをゼロに設定する。タイマ はステップ６０６で増分され、ステップ６０７はタイマが測定時間に等しいか否 かを決定する。両者が等しくない場合、ステップ６０６および６０７が反復され る。 タイマが測定時間に等しいとき、処理３０４はステップ６０８へ継続されて流 量が測定される。流量計１０３はバルブ１０７に流れる材料の流量を測定する。 測定された流量は経路１０４を介してプロセッサ２００によって受信される。ス テップ６０９において、プロセッサ２００は流量と測定時間とを乗算し、測定時 間中にバルブを通過した材料の量を決定する。配送先１１０における現在の材料 量を指示するため、決定された材料の量はステップ６１０でバッチ総量に加算さ れる。ステップ６１１は、処理３０３で決定した推定器関数を使用して過剰充填 量を決定する。好適な実施の形態においては、推定された過剰充填は、処理３０ ３のステップ５０９で求めた平均の比率と測定された流量とが乗算される時に決 定される。第２の実施の形態では、流量を多項式に代入して過剰充填推定値を求 める。この結果は、現在の流量での推定過剰充填量である。 ステップ６１２において、推定された過剰充填は総量に加算される。ステップ ６１３は、総量と推定された過剰充填との和が入力された目標量以上であるか否 かを決定する。推定された過剰充填と総量とが目標量未満であれば、ステップ６ ０５〜６１３が反復される。推定された過剰充填と総量とが少なくとも目標量に 等しければ、ステップ６１４においてプロセッサ２００は経路１０９を介してバ ルブ閉止信号をバルブ１０７に送る。バルブ閉止信号を受信すると、バルブ１０ ７は閉じ、ステップ６１５で処理３０４は終了する。 本発明の第２の実施の形態は、前回行われたバッチからの流量と過剰充填を使 用して、推定器関数を決定するのに必要なデータを生成する。図７は第２の実施 の形態を示す。処理７００はステップ７０１から開始する。ステップ７０２にお いて、プロセッサ２００は過剰充填推定器関数をゼロに初期化する。これにより 、最初のバッチ実行に対するゼロの一定の過剰充填推測値が生成されるが、他の 妥当な推定器関数を設計上の選択事項として選択することができる。 ステップ７０３は、過剰充填推定器関数を使用してバッチを実行する。ステッ プ７０４において、プロセッサ２００はステップ７０３でのバッチ実行の流量と バッチの過剰充填量とをメモリに記録する。好適な第２の実施の形態では、最も 古いバッチの代わりに、流量と過剰充填量がデータ構造１０００（図１０）に蓄 積される。処理６００は最も最近に実行したバッチのみに対するデータを保持す る。 次いで、完了したバッチからの流量と過剰充填を使用して、ステップ７０５に おいて、新たな推定器関数が計算される。好適な第２の実施の形態では、ステッ プ７０５は、新たに記録されたデータを有するデータ構造に対して処理３０３を 適用することによって完了する。推定器は絶えず再計算され、できる限り正確に 推定を維持する。推定器関数が急激に変化すると、即座にユーザに問題の警告が なされる。ステップ７０６は、他のバッチを実行する必要があるか否かを決定す る。他のバッチを実行する必要がある場合は、ステップ７０３〜７０６が繰り返 される。その他の場合は、ステップ７０７で処理７００が終了する。 また、本発明は、バルブ１０７やバルブ１０７の代わりとなるポンプ等の他の 流動制御手段の考え得る異常の検出をも行う。考え得る異常は、流動停止信号受 信後のバルブ閉止時間の延長や流動制御手段による応答時間の延長である。 この処理は図１１のフローチャートに示してあり、エレメント１１０１は処理 の開始である。エレメント１１０２は、図１０に示す複数回のバッチに対する流 動停止信号の受信後の流量と材料の流動を表すデータを蓄積する。次に、エレメ ント１１０３は、複数のバッチに対する流動停止信号の受信後の蓄積した流量と 材料の流動を分析する。エレメント１１０４は、分析結果として、複数回のバッ チのうちの後半のバッチの方が複数回のバッチのうちの前半のバッチよりも流動 停止信号受信後の材料流動量が多いか否かを決定する。ステップ１１０４の決定 に応答して、ステップ１１０５は流動制御手段の考え得る異常を表す出力信号を 生成する。エレメント１１０６は処置を終了する。 前記の発明は、バッチの過剰充填を推定して超過の材料が配送先に送られない ようにすることに関するものである。ここでは、例として特定の実施の形態を開 示しているが、当業者は文字どおり又は均等論により請求項の範囲内に入る代替 の過剰充填推定器関数生成方法を設計することができ、また設計するものである 。例えば、エレメント１０７は材料の流動を開始／停止するよう制御されるバル ブまたはポンプであってよい。 請求の範囲 １．材料配送元から材料配送先へ材料を配送する材料配送システムを動作させ る方法であって、 材料が前記配送元から前記配送先へ配送されるｎ回のバッチを実行する工程と 、 前記ｎ回のバッチそれぞれの実行期間に、前記ｎ回のバッチのそれぞれについ ての前記材料の流量を測定する工程であって、該測定された流量が任意の値であ る工程と、 前記バッチのそれぞれの実行期間に、前記ｎ回のバッチのそれぞれについての 材料過剰充填量を測定する工程と、 前記ｎ回のバッチのそれぞれに対する測定された流量と前記ｎ回のバッチのそ れぞれに対する測定された材料過剰充填量とを含むデータを累算して記録する工 程と、 少なくとも１回の後続のバッチを実行する工程と、 前記少なくとも１回の後続のバッチに対して配送されるべき材料の目標量を指 定する工程と、 前記少なくとも１回の後続のバッチの実行期間に、前記少なくとも１回の後続 のバッチに対する流量を測定する工程であって前記後続のバッチの前記測定され た流量が任意の値である工程と、 前記ｎ回のバッチの前記の記録されたデータと前記測定された流量とを使用し て、前記少なくとも１回の後続のバッチの前記測定された流量に対する推定材料 過剰充填量を決定する工程と、 前記目標量から前記少なくとも１回の後続のバッチに対する前記推定材料過剰 充填量を減算して、材料流動停止信号量を求める工程と、 前記停止信号量を求めることに応答して前記材料の流動を終了し、前記目標量 の材料を前記配送先に配送する工程と、 を含む方法。 ２．前記少なくとも１回の後続のバッチを実行する前記工程が、 前記後続のバッチに対して配送された材料の最終量と流動停止信号材料量との 差を含む前記後続のバッチの停止後材料量及び前記測定された流量を含むデータ を累算して記録する工程と、 前記記録されたデータを使用して、任意の流量に対する前記後続のバッチの推 定過剰充填量を決定する工程と、 を含む、請求項１に記載の方法。 ３．前記ｎ回のバッチを実行する前記工程が、 ｎ回のバッチが実行されるべきことを指定する工程と、 実行されるべき前記ｎ回のバッチのそれぞれのバッチ・サイズを指定する工程 と、 前記ｎ回のバッチの最初のバッチを実行する工程と、 前記ｎ回のバッチのうちの前記最初のバッチに対する流量と材料過剰充填とを 測定する工程と、 前記ｎ回のバッチの残りのバッチを実行する一方、前記ｎ回のバッチのうちの 各残りのバッチに対する流量と材料過剰充填とを測定する工程と、 を更に含む、請求項１に記載の方法。 ４．前記複数のｎ回のバッチの各バッチに対する推定過剰充填量を測定する工 程が、 前記ｎ回のバッチの各バッチに対する材料過剰充填量を各バッチの測定された 流量で除算して、各バッチの比率を決定する工程と、 各バッチに対する比率を蓄積する工程と、 前記の蓄積された比率の平均を計算する工程と、 を更に含み、 前記後続のバッチに対する前記推定過剰充填を決定する前記方法が、前記平均 値を使用して、前記比率の平均値と前記後続のバッチに対する測定された流量を 乗算することによって、前記後続のバッチに対する前記推定材料過剰充填量を求 める、請求項１に記載の方法。 ５．少なくとも１回の後続のバッチを実行する前記方法が、 制御手段を起動して、前記配送元から前記配送先への前記材料の流動を開始す る工程と、 所定の時間増分で前記材料の流量を繰り返し測定する工程と、 前記流量と前記時間増分を乗算することにより、増分配送材料流量を決定する 工程と、 前記増分配送材料流量を加算器に加算する工程と、 前記測定された流量と前記比率の前記平均値を乗算することによって、前記測 定された流量の材料過剰充填を推定する工程と、 前記材料目標量から前記推定材料過剰充填を減算して、材料流動停止信号量を 求める工程と、 前記加算器が前記材料流動停止信号量以上になるまで、前記決定と前記加算と を継続する工程と、 前記材料の流動を終了する工程と、 を更に含む、請求項４に記載の方法。 ６．前記ｎ回のバッチのそれぞれに対する推定過剰充填を決定する前記工程が 、 前記比率の標準偏差を計算する工程と、 バイアス係数Ｂを入力する工程と、 前記バイアス係数Ｂと前記標準偏差を乗算して、積の値を求める工程と、 前記積の値を前記比率の前記平均に加算して、合計値を求める工程と、 前記合計値と前記測定された流量を乗算して、バイアス係数Ｂに比例して前記 目標量から変位する推定材料過剰充填量を求める工程と、 を更に含む、請求項４に記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．材料配送元（１０１）から材料配送先へ材料を配送する材料配送システム （１００）を動作させる方法であって、 前記配送元から前記配送先へ材料が配送されるバッチをｎ回実行する工程（４ ０３、４１５）と、 各バッチの実行期間に前記材料の流量を決定する工程（４０９）と、 各バッチに対して決定された流量と材料過剰充填量とを含むデータを累算して 記録する工程（４１４）と、 前記の記録されたデータを使用して、任意の流量に対する推定材料過剰充填量 を決定する工程（５０９，５１０）と、 少なくとも１回の後続のバッチを実行する工程（６０４）と、 前記後続のバッチに対して配送されるべき材料の目標量を指定する工程（６０ ２）と、 流量を測定し（６０８）、少なくとも１回の後続のバッチに対する前記の測定 された流量に対して推定材料過剰充填量を決定する工程（６１１）と、 前記目標量から前記推定材料過剰充填量を減算して、材料流動停止信号量を求 める工程（６１３）と、 前記停止信号量に応答して前記材料の流動を停止して(６１４)、前記目標量の 材料を前記配送先へ配送する工程と、 を含む方法。 ２．少なくとも１回の後続バッチを実行する前記工程が、 前記の決定された流量と、配送された材料の最終の量と材料流動停止信号量の 材料との差を含む停止後材料量とを含むデータを累積して蓄積する工程（７０４ ）と、 前記の記録されたデータを使用して(７０５)、任意の流量に対する推定過剰充 填量を決定する工程と、 を更に含む、請求項１に記載の方法。 ３．複数の前記のｎ回のバッチを実行する前記工程が、 ｎ回のバッチが実行されることを指定する工程（４０３）と、 実行されるべき前記ｎ回のバッチのそれぞれに対してバッチ・サイズを指定す る工程（４０２）と、 前記ｎ回のバッチのうちの最初のバッチを実行する工程と、 前記最初のバッチの流量（４０９）と材料過剰充填（４１３）とを決定する工 程と、 前記ｎ回のバッチのうちの残りのバッチを実行し(４１５)、前記ｎ回のバッチ のうちの残りのバッチのそれぞれに対する流量と材料過剰充填を決定する工程と 、 を更に含む、請求項１に記載の方法。 ４．前記複数のｎ回のバッチの推定過剰充填量を決定する工程が、 前記ｎ回のバッチのそれぞれについて、各バッチの材料過剰充填量を各バッチ の流量で除算して各バッチに対する比率を決定する（５０５）工程と、 各バッチに対する比率（５０６）を蓄積する工程と、 前記の蓄積した比率の平均値を計算し(５０９)、前記比率の平均値（６１１） と測定された流量とを乗算することにより前記推定材料過剰充填量を求める工程 と、 を更に含む、請求項１に記載の方法。 ５．後続のバッチを実行する前記方法が、 制御手段（６０４）を起動して、前記配送元から前記配送先への前記材料の流 動を開始する工程と、 所定の時間増分で前記材料の流量を繰り返し測定する工程（６０８）と、 前記流量と前記時間増分とを乗算することによって、増分配送材料流量を決定 する工程（６０９）と、 前記増分配送材料流量を積算計に加算する工程（６１０）と、 前記の測定された流量と前記比率の前記平均値とを乗算することにより、前記 測定されたた流量に対する材料過剰充填を推定する工程（６１１）と、 前記目標量から前記の推定された材料過剰充填を減算して(６１２)、前記材料 流動停止信号量を求める工程と、 前記積算計が前記材料流動停止信号量以上になるまで、前記決定と前記加算を 継続する工程（６１３）と、 前記材料の流動を停止する工程（６１４）と、 を更に含む、請求項４に記載の方法。 ６．推定過剰充填量を決定する前記工程が、 前記比率の標準偏差を計算する工程（５１０）と、 バイアス係数Ｂを入力する工程（８０１）と、 前記バイアス係数Ｂを前記標準偏差と乗算して(８０２)、積を求める工程と、 前記積の値を前記比率の前記平均値に加算して(８０３)、合計値を求める工程 と、 前記合計値を前記測定した流量と乗算して(８０４)、バイアス係数Ｂに比例し て目標量から変位する推定材料過剰充填量を求める工程と、 を更に含む、請求項４に記載の方法。 ７．前記材料過剰充填量を決定する前記工程が、 異なる量の流量を指定する（９０３）工程と、 前記測定された流量からの少なくとも２次元のａ＋ｂｘ＋ｃｘ²＋ｄｘ³＋・・ の形の多項式を前記測定された材料過剰充填量に適合させる工程（９０４）と、 多項式適合度の平均二乗誤差を計算する工程（９０５）と、 前記バイアス係数Ｂを入力する工程（９０６）と、 Ｂを前記平均二乗誤差と乗算して(９０７)、積を求める工程と、 前記積を前記多項式の定数項に加算する工程（９０８）と、 前記多項式を用いて、前記の指定した各流量の精度を向上させて前記材料過剰 充填を推定する工程（９０９）と、 を更に含む、請求項６に記載の方法。 ８．更に、 複数のバッチの流動停止信号後に流量及び材料の流動を記録する工程（１１０ ２）と、 前記複数のバッチの流量及び材料の流動を分析する工程（１１０３）と、 前記バッチのうちの後半のバッチの方が、前記バッチのうちの前半のバッチよ りも、前記流動停止信号後の材料流量が比較対象流量に対して増加していること を決定する工程（１１０４）と、 前記流動停止信号受信後の前記流動制御手段の動作時間の延長を表し且つ考え 得る異常を示す出力信号を生成する工程（１１０５）と、 を含む、請求項５に記載の方法。 ９．制御手段を起動する前記工程がバルブ（１０７）を開く工程を含む、請求 項５に記載の方法。 １０．制御手段を起動する前記工程がポンプ（１０７）を起動する工程を含む 、請求項５に記載の方法。 １１．停止させる前記工程が、バルブ（１０７）を閉じて前記材料の流動を停 止させる工程を含む、請求項１に記載の方法。 １２．停止させる前記工程が、ポンプ（１０７）を制御して前記材料の流動を 停止させる工程を含む、請求項１に記載の方法。