JP2015090710A - 目標シグネチャー閉ループ制御のシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
シグネチャー抽出ブロック
[0037] ここで、シグネチャー抽出ブロック38、100の2つの可能なインプリメンテーションを説明する。第1のインプリメンテーションは、主成分分析(「PCA」)として知られる方法を用いる。第2のインプリメンテーションは、部分最小二乗回帰として知られる方法を用いる。何れの場合も、全体的な目標は、比較的多数のピクセル・データ・ポイントを取り、それらを、より少数の重要な値へと変換し、次にそれらを制御することである。2つのアプローチは、重要な値を選択することに関して、それらの基準が異なる。主成分分析では、基準は、少数の変数を用いて、イメージの元の組における分散量(variance)を可能なかぎり多く捕らえることである。部分最小二乗回帰では、基準は、代表を選択することであり、この場合において、変換されたイメージ・データにおける変化は、別個に測定された品質変数(例えば、冷温側試験データからのもの)の或る組における変化と、最大限に相関させられる。
[0038] 最初に、n個のコンテナ・イメージのコレクションが集められる。各コンテナ・イメージは、ピクセル値の長さmの列ベクトルx[i]に格納されるm個のピクセル値の組により表され、ここにおいて、iは、コレクションにおける第iのコンテナである。n行×m列の行列Xが形成され、ここにおいて、Xの第i行はXT[i]により与えられ、この上付き文字Tは転置(transpose)を表す。第iのコンテナを記述するために、変数の新たな小さい組を形成することが望ましく、これは、長さrのベクトルt[k]で表され、ここではr<mである。従って、高温コンテナのイメージを記述するためにm個の値を必要とするのではなく、同じコンテナを記述するためにr個の値のみを用いることができる。
[0050] 代替1と同様に、n個のコンテナ・イメージのコレクションが集められる。各コンテナ・イメージは、ピクセル値の長さmの列ベクトルx[i]に格納されるm個のピクセル値の組により表され、ここにおいて、iは、コレクションにおける第iのコンテナである。次に、n行×m列の行列Xが形成され、ここにおいて、Xの第i行はXT[i]により与えられる。これらの高温コンテナのそれぞれに関して、p個の品質関連値(例えば、壁の厚さ、傾斜、楕円率・・・)が測定され、これを、長さpの列ベクトルy[k]と表す。これらは、n行×p列の行列Yにするように集められ、ここにおいて、Yの第i行はyT[i]により与えられる。(yの要素は、ここでは、既に適切にスケーリングまたは正規化されていると仮定され、従って、個々の品質変数における偏差は同等であり、Yの列はゼロ平均(zero mean)を有する。)
[0051] 第i行のコンテナを記述するために、新たな変数の小さい組を形成することが望ましく、それは、r<mである長さrのベクトルt[k]で表される。従って、コンテナのイメージを記述するためにm個の値を必要とするのではなく、r個の値のみを用いることができる。当然であるが、この技術を有用なものとするため、t[i]値は、或る意味でイメージの重要な様相を含む必要がある。特定的には、部分最小二乗回帰を用いて、最大の分散量を有する個々のピクセル値と品質変数との線形的組み合わせを識別する。直観的には、品質における変化と最も密接に関連する、イメージにおける変化の様相を求めようとされ、これは最重要事項である。特定的な計算は下記のように行われる。
[0072] コンテナ・シグネチャー信号を得た後(例えば、上記の主成分分析または部分最小二乗を用いる)、これを閉ループ・コントローラーへフィードバックすることができる。閉ループ・コントローラーの責務は、シグネチャーを或る望ましい値(設定値)に維持するように、プロセスを自動的に調節することである。典型的に、シグネチャーのこの望ましい値は、最初に、良好と考えられる何らかの典型的なコンテナ組を識別することにより、得られる。それらのコンテナの平均シグネチャー値を計算することができ、次に、設定値として用いることができる。実際の閉ループ調節を行うために用いることができる多くの可能なアルゴリズムがある。一般に、何れのそのようなアルゴリズムも、制御問題における多変数の特質に対処しなければならず、制御問題では、シグネチャー・ベクトルのr個のエレメントを制御するために、Nu個の異なる成形期間が調節される。
[0079] 図4に示すシステムの好適な実施形態では、下記の式を有する成形プロセスの線形パータベーション・モデル(linear, perturbation model)が用いられるであろう。
Claims (21)
- I.S.マシンのセクションのキャビティにおける動作のイベント・タイミングを自動的に調節するシステムであって、
I.S.マシンにより製造される高温ガラス・コンテナの特定の測定値を示すコンテナ・ピクセル・データ情報を提供するマルチポイント・マルチスペクトル・ガラス・コンテナ測定システムと、
コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換するシグネチャー抽出ブロックと、
前記測定シグネチャーと好ましい目標シグネチャーとに応じて、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティを動作させるためのイベント・タイミング信号を作成し、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティにおける動作のイベント・タイミングを自動的に調節して、前記測定シグネチャーにおける変化を低減させるためのコントローラーと
を含むシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記ガラス・コンテナ測定システムは、前記高温ガラス・コンテナが成形された後の、および前記高温ガラス・コンテナが前記I.S.マシンから離れるように運ばれるときの前記高温ガラス・コンテナが冷却される前の、前記高温ガラス・コンテナにより発せられる放射を監視するように配置および構成される、システム。
- 請求項2に記載のシステムであって、前記ガラス・コンテナ測定システムは、
前記高温ガラス・コンテナが成形された後および前記高温ガラス・コンテナが前記I.S.マシンから離れるように運ばれるときの、高温ガラス・コンテナにより発せられる放射を監視するための少なくとも1つのイメージング・デバイス
を含む、システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記シグネチャー抽出ブロックは、主成分分析を用いて、コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換する、システム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記シグネチャー抽出ブロックは、部分最小二乗回帰を用いて、コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換する、システム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記コントローラーにより作成された前記イベント・タイミング信号は、少なくともモールド接触時間、ストレッチ時間、およびブランク接触時間を含む望ましい熱成形期間を含む、システム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記コントローラーは、調節可能な制限値により前記イベント・タイミング信号を制限するように構成される、システム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記信号抽出ブロックは、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対して、低減された次元の測定シグネチャーを作成するように構成され、前記システムは更に、
前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対しての前記低減された次元の測定シグネチャーの平均をとり、前記コントローラーへ提供されるセクション平均測定シグネチャーを作成するように構成されるセクション平均化ブロック
を含む、システム。 - 請求項8に記載のシステムであって、前記セクション平均測定シグネチャーが前記コントローラーへ提供されることに加えて、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対しての前記低減された次元の測定シグネチャーを前記コントローラーへ提供するように構成され、
前記コントローラーは、前記セクション平均測定シグネチャーに基づいて、前記I.S.マシンの前記セクションの全てへの共通イベント・タイミング信号を提供するように、および、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対しての前記測定シグネチャーに基づいて、前記I.S.マシンの前記セクションのそれぞれへ一意のキャビティ・イベント・タイミング信号を提供するように、構成される、
システム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記コントローラーは、
望ましいシグネチャー設定値に応じて一組の成形期間を作るように構成される逆プロセス・モデル・モジュールであって、前記成形期間は、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティへ適用される動作の前記イベント・タイミングの基礎であり、前記成形期間は、望ましいシグネチャー設定値の近似値を提供する、逆プロセス・モデル・モジュールと、
前記成形期間における変化に対しての前記測定シグネチャーの計算された応答である予測シグネチャーを計算するように構成される予測プロセス・モデル・モジュールと
を含み、
前記コントローラーは、前記予測シグネチャーを前記測定シグネチャーから減算して、モデリング・エラー信号を作るように構成され、
前記コントローラーは、前記モデリング信号を前記好ましい目標シグネチャーから減算して、前記望ましいシグネチャー設定値の基礎となる変更した設定値を作るように構成される、
システム。 - 請求項10に記載のシステムであって、
前記望ましいシグネチャー設定値を作るために前記変更した設定値をフィルタリングするロー・パス・フィルター
を更に含むシステム。 - 請求項10に記載のシステムであって、
前記逆プロセス・モデル・モジュールにより作られる前記成形期間に応じて、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティへ適用される動作の前記イベント・タイミングを提供する熱成形タイミング調節システム
を更に含むシステム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記熱成形タイミング調節システムへ許容される最小値または最大値を提供するように構成される最小/最大値リミット・ブロックを更に含み、
前記熱成形タイミング調節システムは、達成可能な(制限された)出力信号を前記予測プロセス・モデルへ提供するように構成される、
システム。 - I.S.マシンのセクションのキャビティにおける動作のイベント・タイミングを自動的に調節するシステムであって、
高温ガラス・コンテナが成形された後の、および前記高温ガラス・コンテナが前記I.S.マシンから離れるように運ばれるときの前記高温ガラス・コンテナが冷却される前の、前記高温ガラス・コンテナにより発せられる放射を監視するように構成されるマルチポイント・マルチスペクトル・ガラス・コンテナ測定システムであって、前記I.S.マシンにより製造される高温ガラス・コンテナの特定の測定値を示すコンテナ・ピクセル・データ情報を提供する、マルチポイント・マルチスペクトル・ガラス・コンテナ測定システムと、
コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換するシグネチャー抽出ブロックと、
以前に提供された望ましい高温ガラス・コンテナを有することが知られている好ましい目標シグネチャーを提供するためのエレメントと、
前記測定シグネチャーと好ましい目標シグネチャーとに応じて、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティを動作させるためのイベント・タイミング信号を作成し、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティにおける動作のイベント・タイミングを自動的に調節して、前記測定シグネチャーにおける変化を低減させるためのコントローラーと
を含むシステム。 - I.S.マシンのセクションのキャビティにおける動作のイベント・タイミングを自動的に調節する方法であって、
マルチポイント・マルチスペクトル・ガラス・コンテナ測定システムを用いて、前記I.S.マシンにより製造される高温ガラス・コンテナの特定の測定値を示すコンテナ・ピクセル・データ情報を提供するステップと、
コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換するステップと、
前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティにおける動作のイベント・タイミングを自動的に調節して、前記測定シグネチャーにおける変化を低減させるために、前記測定シグネチャーと好ましい目標シグネチャーとに応じて、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティを動作させるためのイベント・タイミング信号を作成するステップと
を含む方法。 - 請求項15に記載の方法であって、コンテナ・ピクセル・データ情報を提供する前記ステップは、
少なくとも1つのイメージング・デバイスを用いて、高温ガラス・コンテナにより発せられる放射を監視するステップ
を含む、方法。 - 請求項15に記載の方法であって、数学的に変換する前記ステップは、主成分分析を用いて、コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換するステップ、または部分最小二乗回帰を用いて、コンテナ・ピクセル・データ情報を、低減した次元の測定シグネチャーへと数学的に変換するステップを含む、方法。
- 請求項15に記載の方法であって、
調節可能な制限値により前記イベント・タイミング信号を制限するステップ
を更に含む方法。 - 請求項15に記載の方法であって、数学的に変換する前記ステップは、
前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対して、低減された次元の測定シグネチャーを作成するステップと、
前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対して前記低減された次元の測定シグネチャーの平均をとり、セクション平均測定シグネチャーを作成するステップと
を含む、方法 - 請求項15に記載の方法であって、
前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対しての前記低減された次元の測定シグネチャーを前記コントローラーへ提供するステップと、
前記セクション平均測定シグネチャーに基づく、前記I.S.マシンの前記セクションの全てへの共通イベント・タイミング信号を、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティのそれぞれに対しての前記測定シグネチャーに基づく、前記I.S.マシンの前記セクションのそれぞれへの一意のキャビティ・イベント・タイミング信号とともに、提供するステップと、
を更に含む方法。 - 請求項15に記載の方法であって、
望ましいシグネチャー設定値に応じて一組の成形期間を作るステップであって、前記成形期間は、前記I.S.マシンの前記セクションの前記キャビティへ適用される動作の前記イベント・タイミングの基礎であり、前記成形期間は、望ましいシグネチャー設定値の近似値を提供する、ステップと、
前記成形期間における変化に対して前記測定シグネチャーの計算された応答である予測シグネチャーを計算するステップと、
前記予測シグネチャーを前記測定シグネチャーから減算して、モデリング・エラー信号を作るステップと、
前記モデリング信号を前記好ましい目標シグネチャーから減算して、前記望ましいシグネチャー設定値の基礎となる変更した設定値を作るステップと
を更に含む方法。
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