JPH06240525A - 無作業員運転番後の作業員支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は無作業員運転番後の作業員支援装置
に関し、無作業員運転番からの復帰を円滑にかつ効率的
に行うことを目的とする。 【構成】 紡績プラントにおける無作業員運転番後に作
業員支援システムは各種の危急の仕事を実施するための
優先度を復帰時の作業領域の状態と、予め決められた規
則に応じて決定し、この決定された優先度が表示すされ
る。依然として紡出が行われてはいるが尽きようとして
いる紡出位置での供給源の交換が、もはや紡出を行って
いない位置での供給源の交換より高い優先度を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無作業員番交替運転
において作動される紡績プラント等において、繊維機械
領域の監視及び該監視を基礎にした作業員支援のための
信号の発生に関するものである。“繊維機械領域”と
は、この明細書では、プラント自体並びにプラントから
選択される機械群の双方を包含するものとする。

【０００２】“作業支援”とは、この明細書では、無作
業員段階の後の“復帰段階”（“回復段階”）の間にお
ける各領域を受け持つ作業員の支援のことをいい、作業
員とは領域マネージャー（領域班長）、機械工、保全
員、及び機械運転作業員のことをいう。その領域におけ
る機械との関連でのこれらの人の活動としては、機械の
停止若しくは運転、作動速度の変更、清掃、ボビン交
換、玉揚げ、誤動作の排除等を含む。

【０００３】このシステムは特に関連が深いものは、そ
れ以外を排除するものではないが、所謂長手方向部分機
械との組み合わせである。この種の機械では多数の処理
位置（紡出位置、巻取位置等）が具備せしめられてい
る。

【０００４】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】 従来技術の状態及び以前の出願 繊維機械の作動条件を監視するための多くのシステムが
特許文献に現れている。特許明細書の例としてはEP 508
3, EP 26110, EP 26111 、及びWO 92/13121 がある。監
視システムをベースとする作業員支援システムはWO 91/
16481, EP 512442, DE 4131247, EP 92810812 及び1992
年10月12日のCH 3183/92等がある。長い説明の繰り返し
となるのを回避するために、必要あれば、WO 91/16481,
WO 92/13121, EP 512442, DE 4131247, EP 92810812及
びCH 3183/92の記載を参照されたい。これらの出願はそ
の全てがこの発明の出願人の出願にかかるものである。

【０００５】DE-C-3216218はリング紡機のクリールの監
視について開示している。これによれば、無作業員運転
において、クリールにおける空の供給パッケージが選定
可能な最大数になったとき、リング紡機は停止せしめら
れる。この出願人より少し前に出願された、“紡績プラ
ントにおける作業員支援のための監視”と題するスイス
国出願では、監視領域の“条件”の監視を基に作業員支
援のための信号を発生する“中央ユニット”を設けてい
る。かかるユニットを設けた場合に、中央ユニットが具
備されている場合は、同ユニットをこの発明の実現のた
めに使用可能である。しかしながら、この発明は中央ユ
ニットなしに実現可能である。

【０００６】この出願人と同一の出願人による1992年９
月28日のスイス特許出願第3022/92では、紡機における
バンククリールにおける粗糸ボビンのブロック交換の際
の作業員支援について開示している。この発明はこのス
イス特許出願第3022/92 のシステムの発展形態でもあ
る。

【０００７】システムの応用 この発明のシステムは各種の自動化段階の繊維機械領域
に適用可能である。この可能性についてはリング紡機の
分野における例を挙げて以下詳細に説明する。リング紡
機は、この分野は最大限の自動化に直面していることか
ら、説明の目的に特に適している。

【０００８】プラント毎に作業員の仕事も異なる。一例
を挙げると以下のようである。

【０００９】手動による作動プラント；機械の設定、調
和的な供給、搬送作業、供給ボビンの交換、粗糸継ぎ及
び粗糸通し、糸継ぎ、機械の清掃、ラップ除去及びコッ
プドッフィング、並びに紙管挿入は作業員によって行な
われる。作業員支援を備えた中央監視システムは、プラ
ント全体の作動条件をはっきりと見通すことは困難であ
ろうから、相当の利点をもっている。

【００１０】一部機械化されたプラント；一つもしくは
他の仕事が作業ロボットもしくは自動作業装置もしくは
自動化搬送装置によって実行される。 例：糸継ぎ装置(EP 388938及び391110等） ボビン搬送装置(392482, PCT/CH92/00139 及びEP209074
等） 清掃ロボット(EP259622 等） このような特許は作業人員を削減可能である。人と、機
械と、自動装置との協働は、特に誤動作の場合は、弱点
となっており、作業員支援が人員の有効活用のためには
非常に有利である。

【００１１】“完全自動”装置 このシステムは日中の運転には適していない。一旦準備
されると残りの作業員の支援なしには作動しない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本発明 第１の発明になる、繊維機械領域を監視し、特に無作業
員運転番後の作業員支援のための信号を発生するシステ
ムは、無作業員運転番若しくは少数作業員運転番の復帰
時の前記領域の条件を決定して、該決定された条件と予
め規定された規則とを基に危急の作業のための優先度を
決定する手段と、該優先度を作業員の組に表示する手段
とを具備することを特徴とする。

【００１３】第２の発明になる、繊維機械の供給条件を
監視するための手段を具備した作業員支援装置は、粗糸
ボビン交換プロセスに関する現在の優先度を提供する作
業員支援信号を発生する手段を具備し、該信号の発生
は、依然として生産をしているが供給が尽きようとして
いる処理位置における供給源の交換が、もはや生産をし
ていない処理位置の供給源の交換より高い優先度持つよ
うにされることを特徴とする。この第２の発明は一つの
機械で実施され、即ち、個々の機械と中央監視ユニット
との間にネットワークシステムを持たない。この優先度
は第１の発明にもプログラムすることができる。この場
合に、無作業員交代番運転の間糸継ぎ装置によって作動
された粗糸把持手段の解除等の優先度を決定する他のル
ールと組み合せることも可能である。

【００１４】

【実施例】この発明によシステムの例を以下添付図面を
参照しながら詳細に説明する。以下の説明は明細書が不
当に長くなるのを避けるため、紡績プラントもしくは紡
績プラントにおけるデータの取得についてある程度の知
識を前提とする。以下の例は他の特許明細書に既に記載
された自動化部材を基礎とするものである。必要あれば
これらの特許明細書の記載を参照されたい。

【００１５】以下の明細書において、“ｈ”は時間を意
味するものとする。

【００１６】プラント 図１はシミュレーションモデルによって試験されるプラ
ントの部分がスクリーン上でどのように表示されるかを
示している。プラントのこの部分は４台のフライヤ５
０、１６台のリング紡機５２及び１６台のボビン巻取機
５４を示している。

【００１７】プラントの部分は部分的な自動化というこ
とを基に試験されたものである。自動化という点に関連
して、搬送作業と破断糸の解消との双方が自動化されて
いるものと仮定する。しかしながら、粗糸ボビンのロー
ビング糸とクリールのチューブとの交換は手動でされて
いる。ロービング糸供給の部分的自動化は以下では"SER
VOtrail"と称されている。"SERVOtrail"装置の詳細はEP
392482に開示されており、ボビンの手動による再位置決
め("ROBOcreel M"と呼ぶ）はPCT/CH 92/00139に開示さ
れている。

【００１８】各リング紡機は、EP388938及びEP 391110
に従って作動する二つの継ぎ装置を備えている。この装
置を以下は"ROBOfil" と称する。フライヤーはそのいず
れの場合でも部分的に自動化された玉揚装置(DE 370226
5 等）を具備している。いずれの場合でもボビン巻取機
はWO 90/03461 及びEP 51768のような搬送装置によって
リング紡機に連結されている。

【００１９】双方の場合についてモデルは以下の表１の
ようなプラントのこの部分の紡出計画を基礎とする。

【００２０】 表１ 生産 機械 機械毎 紡出 ロット 巻取 最大 不良 段階 台数 の生産 太さ t/n 速度 生産 位置 (tex) kg/h 再巻取 16 22 18.45 1000n/min 24.3 1 % リング 16 1000 18.45 1065 平均 17.7 2.7% 17000 rpm 最大 17825 rpm フライ 4 120 500.5 46.9 1200 rpm 106.6 1 % ヤー 管糸重量 59グラム リング直径 42ミリメートル チューブ長さ 210 ミリメートル ドッファ走行時間 200 分 玉揚時間 3.3 分 粗糸ボビン重量 1565グラム ブロックサイズ（リング精紡クリールのボビン交換） 40ボビン

【００２１】作業タスク及び作業員 プラントの部分を操業するために使用されるチームはフ
ライヤーの監視を行なう一人と、リング紡機を分担する
二人と、巻取機を分担する二人である。機械の夫々の配
置は各作業員で８台のリング紡機である。各作業員に８
台の紡機がこの発明の“領域”を形成する。この領域の
“作業性”が各種の作動条件で調査され、この調査結果
から各種の事態に対するアクションの各種の規則を決め
る必要がある。第１ステップとして作業タスクが決定さ
れる。

【００２２】このタスクは以下のものより成る：リング
紡機のクリールにおいて粗糸ボビンを紙管に交換；新規
粗糸の旧粗糸との接続（もし旧ボビンが消費し尽くされ
ていない場合）；粗糸ストッパの解除及び粗糸のドラフ
ト装置への新規導入（ボビンが消費し尽くされ、継ぎ動
作の試みが失敗後にROBOfil が粗糸停止を行なったと
き）もしくはドラフト機構内への粗糸の新規導入（旧ボ
ビンが消費し尽くされ、ROBOfil が継ぎ動作を試みてい
ない場合）；ラップの除去及び粗糸ストッパの解除（継
ぎ動作の試みの失敗後にROBOfil により粗糸停止が行な
われたとき）もしくはラップの除去と紡糸位置をして継
ぎ動作の試みを許容（ROBOfil がラップによって惹起さ
れた糸破断をまだ検出していないとき）；糸破断、ラッ
プ及び他の作動異常を決定するための機械のパトロール
／監視。

【００２３】相互作用の問題 この発明は紡績のためのモデルの形成に関するもので
も、この目的のための手段の配置に関するものでもな
い。この目的のシミュレーション方法及び手段は文献
（例えば、P. Bratley氏及びL. Schrage氏による1987年
のSpringer Verlag の"A Guide to Simulation" ）から
公知である。

【００２４】以下の記載は作動タスク間の相互作用を明
確とするためのシミュレーションモデルの使用を示すの
みである。その効果はプラントが異常作動もしくはスト
レスの増加期間に反応する場内は特にはっきりしてい
る。異常作動もしくはストレスの効果は“補修能力”に
よって補償しなければならない。この“補修能力”とは
作業員チームと継ぎ装置との双方より構成される。“補
修能力”はプラントでは通常は固定されており、異常作
動を補償するように予備が設けられている。修理能力を
その性能の限界において追求した場合、換言すれば、補
充か殆ど完全に消耗し能力増大しないかぎりは“ブレー
クダウン”が差し迫っている若しくは回避できない場
合、のシュミレーションからもっと面白い結果が得られ
る。

【００２５】以下の例はクリールにおける粗糸ボビンの
ブロック交換に関連して“作動戦略”の効果を示す。こ
れらの戦略は概略的には図２及び３と比較される。図２
Ａは各ブロックのボビンの巻き量を示す（水平軸上の１
から６の番号はランダムにとられている）。ボビンの巻
き量は“理想的な段階的変化”を付されており、図２Ｂ
に示すように交換期間を均等分配することができる。ブ
ロックの巻き量のこのような分配は特定手段によっての
み維持することができる。その例は1992年９月28日のス
イス国特許出願No. 3022/92 に示されている。

【００２６】図３Ａはブロックの巻き量のランダムな段
階化を示している。ブロック間を予め決められた関係に
固定する特定の手段を持たないため、欠陥の影響により
交換時点が図３Ｂに示すように“集中”することがあ
る。最近、番交替運転において、“無作業員交替番”を
設けることが先進国等では関心のまととなっている。こ
の発明はこのようなシフトを設けるによる影響の分析に
基礎をおくものである。もっといえば、この発明はこの
分析がどのように行われたかの詳細よりは同分析から得
られる結論そのものに関心をおいてている。従って、分
析についても説明は非常に簡略化している。この点につ
いての記述は部分的には Supervision for operating s
upport in spinning plants"と題する前記スイス出願に
開示された、相互作用の“全体の効果”はここの因子に
依存するという結論を基にしている。いずれにしても詳
細は必要あればこの出願の記載を参照されたい。

【００２７】リング紡機の無作業員運転 リング紡機 無作業員交替番でのリング紡機の運転の間にリング紡機
の生産について以下の効果が期待される： 無作業員シフトの間の作業員の挙動：粗糸ボビンは全然
交換されることがないことから、ボビンは使い尽くされ
る。従って、生産ロスは大略直線的に増加し、自動的糸
継ぎ装置に粗糸ストッパを作動せしめることによって付
加的な負荷がかかり、糸切れによる損失も僅かであるが
増大する。自動糸継ぎ装置によって作動せしめられた粗
糸ストッパはもはや解除されず、これも生産ロスの大略
直線的な増加につながる。

【００２８】作業復帰後の挙動 作業復帰の際は粗糸ボビンは空であり、粗糸ストッパが
作動状態であり、これは通常の日々の作業の負荷に加え
て世話しなければならないものである。この目的のため
に付加的な人員を採用することは、自動化工場では人員
は手当てがしにくく、できない。ボビン交換や粗糸スト
ッパの解除等の連続的な作業による作業員へのストレス
が一定であるとすると、作業の開始にあたって実施すべ
き作業員のタスクは一定速度で減少することができ、大
略直線的な生産効率の増大が得られる。リング紡機の生
産効率及び作業員へのストレスの変化は図４のように予
測される。この図において、Ｘobは無作業員運転の経過
時間、Ｘa は作業回復後の復帰局面の経過時間である。

【００２９】フライヤー リング紡機の無作業員運転の間にはボビン交換は行なわ
れず、従って満トレーンは要求されることはなく、かつ
残留ボビンのためのトレーンは作られない。しかしなが
ら、フライヤーは連続運転に適合して設計され、その結
果無作業員運転の期間に必要となるトレーンの数が作ら
れかつバッファされる。これは、付加的フライヤーバッ
ファセクション及び付加的コンベヤトレーンを要求す
る。バッファされたトレーンの故に、作業復帰の際に充
分な数の満ボビンが利用可能であり、要求の増大があっ
てもバッファ収納部から直接的に対応することが可能で
ある。

【００３０】フライヤーフレームは予備生産能力を備え
ていることから、バッファが満たされると、無作業員運
転番の終りにおいてその生産が終了することが予測され
る。生産の再開は、満ボビンがリング紡機の円形バッフ
ァにおけるボビントレーン上に依然位置していことか
ら、遅れを伴って行なわれ、その結果、残留ボビントレ
ーンはこれらボビンの交換後にのみ起こり、ボビントレ
ーンの要求がされる。その結果、フライヤー作業員が現
実には必要でない期間が生じてくる。フライヤーの過剰
能力が充分に大きい場合は、バッファされるべきトレー
ンの数の増加の選定はフライヤー作業員が一つもしくは
複数の交代番運転にわたって必要とされないように行う
ことができる。しかしながら、この期間の長さはリング
紡機の作動特性に実際的には依存することがなく、これ
以上深く追及しない。

【００３１】生産ロス／効率／回復局面 大まかな予測によれば、生産ロスは、単純化すれば黒い
三角形（図４Ａ、Ｂ）の面積に等価であることから、無
作業員運転の継続時間の２乗に比例する。しかしなが
ら、複数の短時間の無作業員運転フェーズを使用したと
すると、無作業員運転の全継続時間を同一に維持したと
して、作業量は同一量減少することになる。しかしなが
ら、生産ロスはファクターｇだけ減少され、このファク
ターｇは週当りの無作業員運転フェーズの数に等価であ
る。仮に、１日当り一回の無作業員交代番を導入したと
すると、生産ロスはファクター７で減少することができ
る。これは図４Ｃに示している。

【００３２】最適期間はある環境下では到達することが
できない。それは、最適期間に到達する前に無作業員運
転フェーズ及び復帰フェーズの全経過時間が２４ｈに達
するからである。これは、有効な作動能力が全て使用さ
れることを意味する。しかしながら、復帰フェーズの直
後に無作業員運転フェーズが引き続く危険性が伴う。復
帰フェーズ中に正常の生産条件に一度達しない場合は次
の無作業員運転において生産ロスが大きくなり、特別の
ダメージが発生し、付加的な負荷に次の復帰フェーズが
対応できず、効率は連続的に低下する。従って、復帰フ
ェーズは短い安全フェーズによって延長すべきである
か、もし、通常の作動条件が有効な時間中に達成されな
い場合は、次の無作業員運転は幾分短縮させるべきであ
る。

【００３３】無作業員運転の最大経過時間の計算は使用
されるパラメータ、例えば、ボビン走行時間(runtime)
、糸切率、自動糸継装置の糸継成功率、正常条件時の
作業員配置、賃金方式等に強く依存性がある。生産損失
割合はボビン走行時間、糸切率及び作業ロボットの糸継
成功率によって決定される。有効に達成可能な修復能力
はリング紡機の供給の条件に強く依存する。低い修復能
力換言すれば長い復帰フェーズはヘルパーを使用するこ
とにより減少することができる。ヘルパーを使用するこ
とにより達成可能な改善は充分な数のヘルパーがあった
ときのみに見返りがあり、その結果ボビンが尽きてしま
うことは良好に防止することができる。これにより除去
率が増大され、ヘルパーの作業期間が削減される。作業
員の数を制限している紡績工場では短期間のためだけに
必要となる数のヘルパーを見つけるのは困難である。

【００３４】作業戦略 正常動作に再度可及的すみやかに到達せしめるために、
ボビンが更に使い尽くされるのを許容することにより作
業員の負担が増すのは避けるべきであると共に、既に必
要であるタスクを実施するための能力が減少することは
避けるべきである。

【００３５】粗糸ボビンの交換に関する以下の二つの作
業戦略のエレメントについて以下取り扱う。即ち、この
二つの作業戦略とは： (a) 作業員支援（ブロック交換実施のための呼び出し）
が使用されるか否か（この後者の変数を“通常戦略”と
称する）； (b) 予め定められた交換の間の間隔を維持すべきか又は
交換の間の間隔を“ランダムに分布”させるべきか否
か。

【００３６】作業員の呼び出しによるブロック交換の支
援と、固定されたブロック交換間隔に対する執着はスイ
ス特許出願第3022/92 に議論されている。しかしなが
ら、そこで得られた“周期的計画”は比較的平静な、一
定の生産においてのみ経済的である。それは、生産の通
常のコースに属しない機械の停止もしくは速度変化は粗
糸ボビンの拒絶を増加させるからである。

【００３７】しかしながら、他の場合にはブロックの交
換を妨げることは有効である。それは、ブロック交換を
妨げることによりブロックが使い尽くされるのを防止す
ることができると共に、これにより作業員（及びROBOfi
l)に惹起される負荷的なストレスを回避することができ
るからである。この実施例は作動挙動（生産の安定性、
ブレークダウンスレッショルド）並びに手動プラントに
おける許容される作業員利用度を改善するのに非常に適
しており、かつリング紡機のサイクルタイムテーブルの
ようなネットワークを全く必要としない。

【００３８】この点に関して以下の時間で優先がラン
プ、音響的警報、又はポケットベル(pager) 等のうちの
最適な方法によって要求される。

【００３９】 時間 優先度 注 ボビンの最後の層が消耗 中間 残りの走行時間約40分 （＜最大量の0.75%) （ボビン走行時間87時間） 緊急交換 高 残り走行時間約15分 （＜最大量の0.3%) ボビンは既に尽きている 低 既消耗のブロックはボビンが さらに尽きるおそれがないと きのみ充填 ブロック交換の要求及び消耗ブロックの優先 次の例はROBOfil M 装置（これについてPCT/Ch92/00139
参照）をベースとする。

【００４０】リング紡機は、満ボビンを充填した搬送ト
レーンを次に消耗されるブロックである次の被交換ブロ
ックの前方に位置させる。無作業員シフトではこのブロ
ックは他のブロックと共に消耗される。しかしながら、
ボビントレーンはオリジナル位置に留まって位置され
る。作業復帰後にブロックが消耗する恐れがあるときは
呼び出された作業員はトレーンをリップコード(rip cor
d)を作動させることによって消耗されるブロックの前方
に位置させ、その結果、このブロックは最初に交換され
る。しかしながら、もしオリジナルの順序が維持される
ときは、全ての空にされたブロックが先ず最初に交換さ
れ、トレーンが消耗しているブロックの前方に位置する
に至ってから、その交換も行なわれる。この場合、介入
までへの時間経過の短縮が得られず、“ブロックの消耗
の前に作業員を呼ぶ”という手順はボビントレーンを危
急のブロックの前方に位置させない限りは所望の効果を
奏することがない。今日のリング紡機制御ユニットはボ
ビントレーンの自由な位置決めが可能であり、トレーン
は最高可能速度で双方向に移動可能とし、所望のブロッ
クの前方に到着するまでの走行時間を減少するようにす
べきである。

【００４１】既に尽きているブロックの交換に比較して
消耗しているブロックの正しい優先は作業員呼び出しの
優先度によって達成される。即ち、消耗中のブロックは
既消耗ブロックより高い呼出優先度を有しており、作業
員の呼出は、満ボビンがリング紡機の周辺バッファ内の
ボビントレーン上に位置されるときにのみ行なわれる。
同一優先度の幾つかの呼び出しの場合は、作業員は最短
可能時間で到着できる要求に応えることになる。リング
紡機の場合には、ブロックの交換はより高い優先度の要
求が来たときまで又は満ボビンがもはや利用できなくな
るまで行なわれる。

【００４２】誤動作と同様に、作業員は最後の半分の粗
糸が尽きたというだけでは呼び出されるべきではなく、
最後の層の２／３の後に呼び出しは行なわれるのが好ま
しい。このようにして反応時間は20分から27分に増大さ
れる。

【００４３】粗糸停止機構の解除の一時的誤動作 消耗された粗糸ボビン交換のストレスは作動状態の粗糸
停止機構の解除によって引き起こされるストレスの殆ど
６倍も高い。必然的に、別のボビンが消耗するおそれは
粗糸停止機構の解除のオンの間は殆ど減少されない。し
かしながら、効率は粗糸停止機構の解除によって消耗ボ
ビンの交換のように増大され、その結果、粗糸停止機構
の解除は可及的すみやかに実施すべきである。“組み合
せ型戦略”、即ち、呼び出し後の粗糸ボビンの交換を行
なう一方で粗糸停止機構の解除をひかえるのが好まし
い。この手順では、ブロックは、その最後の粗糸が丁度
尽きるようとするとき、検査ラウンドの間に交換され、
ブロック消耗が優先的に取り扱われる。

【００４４】リング紡機は時間当り1.53ボビントレーン
を必要とし、従って、無作業員運転シフトの間に（もし
くは６時間で）９から10のトレーンを作り、バッファす
べきである。もし、無作業員シフトが12時間であると、
19ボビントレーンを作りバッファしておく必要がある。
搬送システムのバッファ能力はそれに応じた大きさを持
っていなければならない。

【００４５】好ましい作業線力の利点は第５及び６図に
示されている。これらの図の意味はそこに付したタイト
ルから自ずと明かでろうから、詳細な説明は省略するも
のとする。これらの図の"RSM" との略称はリング紡機(r
ing spinning machine) を表す。

【００４６】長期間の挙動 ブロック交換の支援がないときはブロック交換間隔は一
定ではなく、従って段階化はランダムであると仮定すべ
きである。無作業員シフトで消耗ブロックは次々と短時
間で交換され、ブロック内における繰り返し的な蓄積が
ボビン走行時間中の期間にわたって発生する。これは実
際上変ることなく継続する。このような蓄積が無作業員
運転もしくは継続する復帰フェーズと一致するときは例
外的に多数のボビンが消耗され、このようにして形成さ
れたラップ故にブレークダウンの危険さえある。

【００４７】この結論は１週間の無作業員シフトについ
て第７図に86時間のボビン走行時間において示されてい
る。原理的挙動はボビン走行時間に依存しない。しかし
ながら、量的な累積もしくはブレークダウンまでの経過
は依存性がある。最悪の場合はボビン走行時間もしくは
その複数であり、これは１週よりは幾分短い。第１週の
無作業員作業フェーズの間に消耗されたボビン(1) は第
２週の作業が復帰されたときは次々と迅速に交換しなけ
ればならない。再び消耗が起こることは多いに起こりそ
うであり、第２及びそれに引き続く週の復帰フェーズを
大きく危険に至らしめる。理論的にはボビン走行時間を
無作業員操業の期間に適合させ、無作業員操業の間にい
つも同一のブロックが消耗し、一緒に交換されるように
することがはかられよう。作業中断及び生産の変更があ
るため、このことは達成されず、ボビン走行時間は生産
損失、即ち、物品の変化によって増大され、上述の場合
が惹起される。

【００４８】この蓄積及びこれに起因する取扱に困難な
作業状態は次の無作業員シフトの前に、即ち、１週間内
に好ましいブロック段階化に復帰することによって防止
できるのみである。これは手動による介入を強力に行な
うか、作業員呼出の上述システムによって行なうことが
できる。双方の場合で、付加的な拒絶及び残留ボビンの
利用を行なわしめることができる。生産を僅かだけ変化
させ、物品をほとんど変化させないことおいて、供給ブ
ロックの段階化により無作業員シフトの間にボビンの消
耗が起きないように構成することができる。これは、粗
糸ボビンを強制的に速めに交換を行なわせることによっ
て確保することができる。しかしながら、この場合、強
力な作業上の努力を必要とし、大量の粗糸がランダムに
クリールされる機械上で廃棄されることになる。

【００４９】非常に高いボビン走行時間の場合は別の可
能性がある。二つのブロック交換間の間隔は一つの作業
域内で無作業員操業の期間より長く選定され、交換時間
と無作業員シフトとの協働によってボビンの消耗が起き
ないようにすることができる。しかしながら、これは一
つの週を整数のブロック交換間隔数より構成することを
要求する。精紡、特にリボン精紡（練条ケンスからの糸
の直紡）では、この目的のために必要となるボビン走行
時間は非常に長くなる。この方法は、ボビン走行時間が
86時間で８台のリング紡機を配置した実験に使用した紡
績プラントでは使用できな。それは、６時間の無作業員
運転のための必要なブロック寸法は560であり、例外的
な12時間の運転には1,120 であるからである。交換時間
と無作業員シフトとを所望に同期させることは上述のブ
ロック交換支援システムを使用することで可能である。

【００５０】このブロック交換支援システムは消耗され
たどのブロックも許可されたブロック交換時間で満ボビ
ンを供給後にのみ交換されることを確保している。これ
は、ブロック交換間隔を一定とし、将来の挙動を、初期
条件としてブロックの好ましい段階化を行なう被試験ケ
ースと一致させることができる。そのような作業支援シ
ステムなしには、即ち、ランダムブロック及び通常の作
業戦略では、第８図に示すような挙動となり、生産効率
は３時間にわたっての平均となる。特に注意するべきは
最悪の生産リング紡機はその生産効率が３時間平均でた
った67％であり、ブレークダウンが起き易くなる。

【００５１】まとめ： (a) 無作業員運転の最適周期 シミュレーションは日中の無作業員シフトは週末の無作
業員シフトよりずっと経済的であることを示している。
無作業員期間は６から８時間を超過すべきではない。即
ち、この場合においては好ましい復帰フェーズにおいて
約８−12時間の期間で24時間毎に無作業員夜番とするこ
とができる。この作動モードは特に経済的である。即
ち、ボビンバッファ能力を増強することなく実現可能で
あり、最も高価となる夜番を減らすことができる。

【００５２】日中の無作業員シフトを設けることにより
週内の無作業員運転期間を無作業員週末と比較して実質
的に延長することができる。かくして、作業員の活用効
率を改善することができると共に、キログラム当りの糸
に必要となる作業の削減が可能となる。日中の無作業員
シフトの別の利点はその導入が段階的に行なうことがで
きることである。即ち、第１段階では、全ての機械ユー
ザに作業戦略を知らしめ、かつその作業復帰の際の状況
に親密ならしめるに至るまで、週当りごく僅かのシフト
で実施する。残りのシフトではいつも充分な作業員のリ
ザーブを行ない、どんな問題が生じても対処できるよう
にする。このことがなされた後に始めて、日中の無作業
員シフトを導入することになろう。無作業員週末を導入
するに当り、全ての作業員に新規な作動モードについて
知悉せしめることはその導入の前はもっと困難となろ
う。

【００５３】(b) 通常作動への迅速復帰条件 通常作動条件への迅速復帰は復帰フェーズの間に別のブ
ロックが消耗されることを防止することによってのみ達
成することができる。このことに関連して、特に、この
作業戦略の選定は、平均的及び最悪リング紡機の走行挙
動における差を最小にするようにされる。これは、自動
糸継ぎ装置の既存の補修能力を使用して任意に行なうこ
とができる。一定のブロック交換間隔及びブロック交換
の前の作業員呼出しのリング紡機への供給は通常の作業
条件への迅速な復帰のためには非常に好適な条件であ
る。これはブロック交換支援システムによって若しくは
手動による作業員の介入によって行うことができ、充分
な補助作業員が手当てできることが必要である。しかし
ながら、ヘルパーの使用はシステムの利益を縮減するこ
とになる。

【００５４】(c) 作業員支援システムの要求 ブロック交換のための作業員支援システムを提供するこ
となしにかつ一定ブロック交換への同時固定をすること
なしに、リング紡機の無作業員運転は長期間、例えば、
１週間にわたって行うべきではない。即ち、復帰フェー
ズが極めて長くなり、最悪の製造機械が充分な安全性を
もって制御できないからである。これは、ブレークダウ
ンのおそれすら招くことになる。以下に説明する作業員
支援システムを設けることにより既に消耗されたブロッ
クの交換をいかなる時点でも行うことができる。しかし
ながら、次の交換は消耗されたボビンにおいて、許容さ
れたブロック交換時間にて、行わなければならない。

【００５５】作業員が殆どいない紡績工場ではブロック
交換支援システムの使用は非常に有利である。即ち、付
加的な補助作業員を必要とすることなく通常の作業条件
に殆ど理想的に復帰せしめるのが可能となるからであ
る。このようにして実現可能な作業戦略は作業復帰の後
にボビンが殆ど完全に尽きてしまうのを防止し、ラップ
の形成を減少する。

【００５６】６時間の日中の無作業員シフトは作業員支
援システムなしに導入することができよう。この場合、
特に、最悪生産機械を監視することが必要であり、かつ
付加的な作業員介入を設けることにより、これらの機械
におけるブレークダウンの恐れを減少することができ
る。更に、既に消耗されたブロックの交換のために補助
の作業員を使用することは有利である。しかしながら、
効率は削減されるであろう。

【００５７】通常の作業条件が繰り返し的に全然達成さ
れない場合は補助の作業員を使用するか、通常作動条件
の到達に至るまでシステムを永久型の作動に切り替えな
ければならない。かくして、作業員支援システムなしで
は、補助の作業員を短い予告で手当てできるようにする
か、又は定期的な無作業員運転の維持はしないかのいず
れかにする必要がある。

【００５８】ブロック交換支援システムは、日中の無作
業員シフトにおけるキログラムの糸当たりの作業量を削
減し、１日当たり少なくとも６時間の間、付加的なヘル
パーなしに無作業員運転を可能とする。これに関して、
生産が最悪の機械は良好に制御され、作動上の安全性が
作業員支援なしの作動において相当に増大される。この
機会に再度指摘するが、リング紡機の無作業員運転の研
究は実際の作業条件で実施されたのであって、誤動作の
起こり易い条件で実施したのではない。この理由でブロ
ック交換支援システムは作業員支援なしの運転に好適で
ある。

【００５９】(d) 長期間での影響の排除 作動復帰の後のブロック交換の迅速な確保はするべき仕
事量が蓄積するという恐れにつながる。ブロック交換支
援システムはこの可能性を排除することができる。それ
は、リング紡機の供給ブロックの理想的な段階化を強制
していることによる。しかしながら、このプロセスは残
留粗糸の問題に至る。この残留粗糸は紡出に用いられる
かランダムにクリールされた機械上で処理しなければな
らない。

【００６０】(e) フライヤーバッファの管理（例えば19
92年９月24日のCH 2988/92等参照) フライヤーバッファフレームの管理はそれぞれの作業事
例に適合させる必要がある。短い無作業員シフト（６時
間等）では、ボビントレーンへのバッファフレームの固
定した割当てが好ましい。それはバッファ能力を増大さ
せることなしに供給を確保することができるからであ
る。２若しくはそれ以上のシフトの無作業員運転におい
てはバッファサイズ及び使用されるトレーンの数を増大
することが絶対的に必要である。チューブ若しくはボビ
ントレーンに対するバッファフレームの柔軟な割当ては
復帰フェーズにおいて起こる残留トレーン若しくはボビ
ントレーンのより早い収容を可能とする。この制御態様
は残留トレーンの、ボビン清掃ステーションのバッファ
における位置までの待ち時間を相当に減少することがで
きる。全ての時間においていかなる遅延もなしに急速に
発生している残留ボビントレーンを受け取るために、チ
ューブ清掃ステーションの残留トレーンバッファは６か
ら８トレーンに拡張しなければならない。

【００６１】(f) 環境バッファ(ROBOcreel M) における
トレーン位置決め制御 リング紡機の現在の制御ユニットでは、作業員はボビン
トレーンを交換すべきブロックの前方に位置せしめる。
リング紡機が粗糸ボビンブロックの糸量を管理するとす
ると、トレーンを次に交換すべきブロックの前方（消耗
するブロックの前方でであって、既に消耗したブロック
の前方ではない）に位置せしめる。このようにして、ト
レーンは作業員の到着時に既に位置しており、作業員は
仲介場所を知らしめられる。

【００６２】ブロック支援システムの拡張 無作業員リング紡績運転の研究の結果分かったことは、
ブロック交換支援システムを使用することによって通常
の作業条件に対する急速な復帰を達成することができ、
かつ好適に段階化したリング紡機供給を行うことによ
り、ブロック交換の蓄積のような長期の効果は伴わな
い。支援システムは一定のブロック交換間隔を確保する
だけではなく、作業員をしてブロック交換のための呼び
出しをも行う。この点に関して、以下の事項を考慮に入
れるべきである。

【００６３】作業員は差し迫ったブロック交換に呼び出
されるのはブロックの交換条件がそのサイクル時間に適
合しておりかつ充分な数の満の粗糸ボビンが容易されて
いるときのみである。交換条件が満たされ、かつボビン
が準備されていないときは、“リング紡機の粗糸供給が
間に合うようにされていない”という警報が発生され
る。ボビン搬送システムは、例えば、このリング紡機の
要求優先度を増大することができる。

【００６４】作業員呼び出しはブロックが未だ消耗して
いない場合は高い優先度で行われる。ブロックが消耗さ
れると即座にこのブロックの交換の優先度は減少せしめ
られる。機械若しくは機械の側面（各側面で別個に管理
を行う）について要求優先度は交換すべきブロックの最
も高い要求優先度に等価である。

【００６５】作業員は同様の優先度の要求の中から自分
が最もはやく到達できる（最短経路）優先度を選択す
る。各交換されるブロックについて支援システムは状況
を再評価し、かつ作業員は、既に消耗された他のブロッ
クが依然存在するも、機械を或る環境下のままとしてお
く。このようにして、最初に消耗中のかつ交換準備され
た全てのブロックの交換が行われる。このようにして、
機械側面は別のそのようなブロックが発生したとき残さ
れることがない（最短経路が好ましい）。

【００６６】消耗中のブロックの交換をその消耗の前に
実施することができるように、ボビントレーンがリング
紡機の環境バッファ内で自由に変位可能にするか（手動
位置決め）、又はリング紡機の制御ユニットがトレーン
を被交換ブロックの前方に位置させることが必要であ
る。新規のボビントレーンを搬送するときにリング紡機
制御ユニットは機械側面を、若しくはさらに好ましくは
トレーンをその前方にこれから位置せしめるべきブロッ
クを、決定しなければならない。

【００６７】消耗したブロックの交換：消耗したブロッ
クの交換はそのため作業員が配備可能でなると即座にユ
ーザによっていかなる時点においても（このために設定
されたブロック交換サイクル時間を外れていてもよい）
行うことができる。支援システムも、既に消耗したブロ
ックの交換のためのサイクル時間を外れて、作業員を要
求する。このようにして、粗糸のない紡糸位置にともな
う生産ロスを可及的速やかに減少することができる。ブ
ロック交換支援システムは以下の方法を通してランダム
時間で交換される次のブロック交換時間はサイクル時間
に一致することが確保される。残留する粗糸量はランダ
ムにクリールされる紡機により紡出されるか又はチュー
ブクリーニング装置によって廃棄されるものである。ラ
ンダムにクリールされる機械が使用できる場合、同機械
は或る最小量を超過するボビンのみによって供給され
る。その残りは廃棄される。これにより、この機械にお
ける糸のキログラム当たりの交換労力は最小になる。

【００６８】サイクル時間での交換の確保：交換の遅延
が過大になるとブロックの次のアイドル走行時間が増大
される。このようにして、次のアイドル走行時間前に他
のブロックが交換されない少なくとも一つの自由サイク
ルがいつも存在する。残留粗糸の量はサイクル時間を予
定時間のブロック交換のために必要となるものより密度
濃く選択することにより減少させることができる。第９
図は、可能な最大の半分に等価な制御間隔のための挙動
を示す。

【００６９】付加的交換時間の利点 ブロック交換支援システムはブロック交換をその消耗後
にのみ行い、かつ粗糸量が機械の次のサイクル時間まで
充分であっても強制的な交換を行うように管理しなけれ
ばならない。このようにして、１つのサイクル時間にお
いて機械において一つ以上のブロックを交換しなければ
ならないことは防止される。もし、このようなブロック
が１つの機械に存在している場合、支援システムはブロ
ックをして最も好適なサイクル時間（第10図) で交換さ
れることを許容することにより、その残留粗糸量を最小
にすることができる。この拡張はリング紡機制御ユニッ
ト中に充分組み込むことができ、機械の付加的なネット
ワーキングを要しない。

【００７０】作業員呼び出し 別の重要な付加は作業員が監視の戦略を行わず、いつも
全ての作業員のアクションを呼び出すようにすることで
ある。従って、リング紡機は、作動位置に置かれた粗糸
ストッパの数（糸破断の危険が迫った）が所定のしきい
値を越えたとき、若しくはこれに基づく生産ロスが過大
となんたとき、等に作業員を要求する。この点に関し、
要求優先度は誤動作（糸破断、ラップ）の数、危険、生
産ロスに依存する。加えて、機械に大きな優先度が付与
されるのはその製造が緊急に必要とされている場合であ
る。即ち、或る時点の生産バッチが危険にさらされてい
るのである。

【００７１】手動操作 この発明を以上部分的に自動化されたプラントに関連し
て一例として説明しているが、ここに提案された支援は
手動操作されるプラントにあっても実質的な利益があ
る。この目的で、機械をネットワークしている必要さえ
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の規則を確率するべくシュミ
レーションモデルを通じて研究したプラントの一部のレ
イアウトの概略図である。

【図２】図２は段階方式による粗糸ボビン交換の作動戦
略を示すダイヤグラム図である。

【図３】図３はランダム方式による粗糸ボビン交換の作
動戦略を示すダイヤグラム図である。

【図４】図４は無作業員運転フェーズにおける生産損失
を説明する図である。

【図５】図５は無作業員シフト後の“復帰”若しくは
“回復フェーズ”の間における各種作動戦略の生産効率
(PE)を示すダイヤグラム図である。

【図６】図６は複数の無作業員シフトに渡っての図５の
効果を説明する図である。

【図７】図７は或る作業戦略でのプラントの挙動（生産
量及びブロック交換作動）を示すダイヤグラムである。

【図８】図８は或る作業戦略でのプラントの挙動（生産
効率）を示すダイヤグラムである。

【図９】図９は空ブロックの交換を容易とする作業支援
システムを説明するダイヤグラムである。

【図１０】図１０は空ブロックの交換を容易とする作業
支援システムを説明するダイヤグラムである。

【符号の説明】

３０…スクリーン ５０…フライヤ ５２…リング紡機 ５４…ワインダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 23/00 7618−3Ｈ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維機械領域を監視し、特に無作業員運
   転番後の作業員支援のための信号を発生するシステムに
   おいて、無作業員運転番若しくは少数作業員運転番の復
   帰時の前記領域の条件を決定して、該決定された条件と
   予め規定された規則とを基に危急の作業のための優先度
   を決定する手段と、該優先度を作業員のチームに表示す
   る手段とを具備することを特徴とする監視システム。
2. 【請求項２】 繊維機械の供給条件を監視するための手
   段を具備した作業員支援装置において、粗糸ボビン交換
   プロセスに関する現在の優先度を提供する作業員支援信
   号を発生する手段を具備し、該信号の発生は、依然とし
   て生産をしているが供給が尽きようとしている処理位置
   における供給源の交換が、もはや生産をしていない処理
   位置の供給源の交換より高い優先度持つようにされるこ
   とを特徴とする作業員支援装置。
3. 【請求項３】 機械制御ユニット中に設けられ、即ち、
   中央監視ユニットに対する個々の機械のネットワークを
   持たないことを特徴とする請求の範囲２の装置。
4. 【請求項４】 請求の範囲１の手段中に配置されること
   を特徴とする請求の範囲２の装置。
5. 【請求項５】 粗糸停止機構の解除に対する優先度も表
   示される若しくは表示可能であることを特徴とする請求
   の範囲２，３若しくは４の装置。
6. 【請求項６】ラップの起動に関する優先度も表示され若
   しくは表示可能である請求の範囲２から５のいずれかの
   装置。