RU2798082C1 - Preliminary assessment of the quality of a fibre optic cable based on machine learning during the manufacturing process - Google Patents
Preliminary assessment of the quality of a fibre optic cable based on machine learning during the manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798082C1 RU2798082C1 RU2022105897A RU2022105897A RU2798082C1 RU 2798082 C1 RU2798082 C1 RU 2798082C1 RU 2022105897 A RU2022105897 A RU 2022105897A RU 2022105897 A RU2022105897 A RU 2022105897A RU 2798082 C1 RU2798082 C1 RU 2798082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- machine learning
- values
- quality
- recoating
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к изготовлению оптоволоконного кабеля, а именно к предоставлению средства для оценки качества оптоволоконного кабеля в процессе изготовления.The present invention relates to the manufacture of an optical fiber cable, namely to providing a means for evaluating the quality of an optical fiber cable during the manufacturing process.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE INVENTION
Оптоволоконный кабель со свободной укладкой волокон в трубке представляет собой тип оптоволоконного кабеля, в котором стекловолокна для передачи оптических сигналов свободно уложены в полужесткой защитной оболочке или трубке (так называемая трубка со свободной укладкой волокон). Качество оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке, изготавливаемого на так называемой линии вторичного покрытия, обычно контролируется путем периодического выполнения измерений различных ключевых свойств недавно изготовленного оптоволоконного кабеля вне линии. Например, упомянутые ключевые свойства, подлежащие измерению, могут включать избыточную длину волокна, усадку трубки и затухание света в оптоволокне. Очевидно, что такие измерения вне линии уже изготовленного оптоволоконного кабеля требуют дополнительных ресурсов, а также могут занимать довольно много времени. Более того, любое снижение качества изготовленного оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке можно обнаружить только спустя значительное время. По меньшей мере некоторые из ключевых свойств можно измерять также в ходе изготовления, хотя такие измерения на линии зачастую оказываются неточными по сравнению с измерениями вне линии. Таким образом, существует необходимость в решении, которое позволило бы осуществлять контроль качества оптоволоконных кабелей более автоматизированным способом во время производства без ущерба для точности.Loose-laid fiber optic cable is a type of fiber optic cable in which glass fibers for transmitting optical signals are loosely encased in a semi-rigid protective sheath or tube (called loose-laid tube). The quality of the loose fiber optic cable produced on the so-called recoating line is usually controlled by periodically measuring various key properties of the newly manufactured fiber optic cable off the line. For example, the key properties mentioned to be measured may include excess fiber length, tube shrinkage, and fiber attenuation. Obviously, such measurements outside the line of an already manufactured fiber optic cable require additional resources, and can also take quite a long time. Moreover, any deterioration in the quality of the manufactured fiber optic cable with loose fibers in the tube can be detected only after a considerable time. At least some of the key properties can also be measured during manufacture, although such in-line measurements are often inaccurate compared to off-line measurements. Thus, there is a need for a solution that would enable quality control of fiber optic cables in a more automated way during production without sacrificing accuracy.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Согласно аспекту объект изобретения предлагается в независимых пунктах формулы изобретения. Варианты осуществления представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.According to an aspect, the subject matter of the invention is provided in independent claims. Embodiments are presented in dependent claims.
Один или более примеров осуществления более подробно изложены в сопроводительных чертежах и описании ниже. Другие признаки станут очевидными из описания и чертежей, а также из формулы изобретения.One or more embodiments are set forth in more detail in the accompanying drawings and description below. Other features will become apparent from the description and drawings, as well as from the claims.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Далее изобретение будет описано более подробно с помощью предпочтительных вариантов осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи, где:Hereinafter the invention will be described in more detail with the help of preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings, where:
На Фиг. 1 показана система в соответствии с вариантами осуществления;On FIG. 1 shows a system in accordance with embodiments;
На Фиг. 2–5, 6А и 6В показаны процессы в соответствии с вариантами осуществления; иOn FIG. 2-5, 6A and 6B show processes in accordance with embodiments; And
На Фиг. 7 показано устройство в соответствии с вариантами осуществления.On FIG. 7 shows a device according to embodiments.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Оптоволоконный кабель со свободной укладкой волокон в трубке представляет собой тип оптоволоконного кабеля, специально предназначенного для эксплуатации в суровых атмосферных условиях. В оптоволоконных кабелях со свободной укладкой волокон в трубке стекловолокна для передачи оптических сигналов свободно уложены в полужесткой защитной оболочке или трубке (так называемая трубка со свободной укладкой волокон или свободный буфер). Пространство внутри упомянутой трубки со свободной укладкой волокон, которое не занято стекловолокнами, обычно заполняется заполняющим компаундом, например, водостойким гелем, электролитом или водостойкой пряжей.Loose-lay fiber optic cable is a type of fiber optic cable specifically designed for use in harsh environments. In loose tube fiber optic cables, the glass fibers for optical signal transmission are loosely bundled in a semi-rigid protective sheath or tube (called loose tube or loose buffer). The space within said loose-laid tube that is not occupied by glass fibers is typically filled with a filling compound such as a waterproof gel, electrolyte or waterproof yarn.
Во многих случаях наиболее критической фазой при изготовлении оптоволоконных кабелей со свободной укладкой волокон в трубке является фаза вторичного покрытия, осуществляемая на линии вторичного покрытия. На линии вторичного покрытия стекловолокна (и, возможно, заполняющий компаунд трубки) вставляются в трубку для свободной укладки волокон (как правило, изготовленную из пластмассы). Вначале, когда трубка со свободной укладкой волокон подвергается экструзии в ходе фазы вторичного покрытия, она имеет очень высокую температуру. По мере охлаждения трубка со свободной укладкой волокон сжимается или усаживается, что приводит к изменению длины стекловолокон в трубке и самой трубки (иначе говоря, к увеличению так называемой избыточной длины волокна). Для устранения этого эффекта используется так называемая сжимающая гусеница, которая влияет на скорость передачи трубки по линии (относительно скорости передачи волокон по линии) так, чтобы компенсировать усадку трубки со свободной укладкой волокон. Благодаря использованию сжимающей гусеницы можно достичь очень высокой скорости передачи технологической линии (например, до 1000 метров в минуту), сохраняя при этом практически нулевую избыточную длину волокна. In many cases, the most critical phase in the manufacture of loose-laid fiber optic cables is the recoating phase carried out in the recoating line. In the recoating line, the glass fibers (and possibly the filling compound of the tube) are inserted into a loose-laid tube (usually made of plastic). Initially, when the loose-laid tube is extruded during the secondary coating phase, it has a very high temperature. As the free-laid tube cools, it shrinks or shrinks, which results in a change in the length of the glass fibers in the tube and in the tube itself (in other words, an increase in the so-called excess fiber length). To eliminate this effect, a so-called compression track is used, which affects the speed of transfer of the tube along the line (relative to the speed of transfer of fibers along the line) so as to compensate for the shrinkage of the loose-laid tube. By using a compression track, very high line speeds (eg up to 1000 meters per minute) can be achieved while maintaining almost zero excess fiber length.
Качество оптоволоконного кабеля, изготавливаемого на линии вторичного покрытия, обычно контролируется путем периодического выполнения измерений различных ключевых свойств недавно изготовленного оптоволоконного кабеля. Например, упомянутые ключевые свойства, подлежащие измерению, могут включать избыточную длину волокна, усадку трубки и затухание света в оптоволокне. Очевидно, что такие измерения вне линии уже изготовленного оптоволоконного кабеля требуют дополнительных ресурсов, а также могут занимать довольно много времени. В силу указанных причин упомянутые измерения могут проводиться только время от времени, и поэтому, любое снижение качества изготовленного оптоволоконного кабеля можно обнаружить только спустя значительное время.The quality of the fiber optic cable produced in the secondary coating line is usually controlled by periodically taking measurements of various key properties of the newly manufactured fiber optic cable. For example, the key properties mentioned to be measured may include excess fiber length, tube shrinkage, and fiber attenuation. Obviously, such measurements outside the line of an already manufactured fiber optic cable require additional resources, and can also take quite a long time. For these reasons, the above measurements can only be carried out from time to time, and therefore, any deterioration in the quality of the manufactured fiber optic cable can only be detected after a considerable time.
Цель нижеуказанных вариантов осуществления заключается в том, чтобы решить или по меньшей мере смягчить по меньшей мере некоторые из упомянутых проблем, связанных с контролем качества изготавливаемого оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке.The purpose of the following embodiments is to solve or at least mitigate at least some of the mentioned problems associated with the quality control of the manufactured fiber optic cable with loose fibers in the tube.
Далее будут подробно описаны различные примеры осуществления изобретения. Упомянутые примеры осуществления изобретения основаны на использовании алгоритма машинного обучения для предварительной оценки качества оптоволоконного кабеля в ходе изготовления на линии вторичного покрытия. Чтобы облегчить подробное пояснение вариантов осуществления, в первую очередь подробно поясняются алгоритмы машинного обучения, которые могут использоваться в связи с вариантами осуществления.In the following, various embodiments of the invention will be described in detail. Said embodiments of the invention are based on the use of a machine learning algorithm to pre-assess the quality of an optical fiber during manufacture on a recoating line. To facilitate a detailed explanation of the embodiments, first, machine learning algorithms that may be used in connection with the embodiments are explained in detail.
Алгоритм машинного обучения в соответствии с вариантами осуществления может быть основан на одной или нескольких нейронных сетях. Нейронные сети (или точнее, искусственные нейронные сети) представляют собой вычислительные системы, состоящие из высоко взаимосвязанных «нейронов», способных обрабатывать информацию благодаря своей реакции в динамическом состоянии на внешние входные сигналы. Другими словами, искусственная нейронная сеть – это группа взаимосвязанных узлов (или «нейронов»), где каждое соединение между узлами связано с весом (т.е. весовым коэффициентом), значение которого влияет на силу сигнала в упомянутом соединении, а, следовательно, также на общую производительность нейронной сети. Обычно, составляющая смещения также добавляется к общей взвешенной сумме входных сигналов в узле. Обучение нейронной сети, как правило, задействует настройку упомянутых весов и смещений так, чтобы известный выход совпал с заданным известным входом.The machine learning algorithm according to the embodiments may be based on one or more neural networks. Neural networks (or more precisely, artificial neural networks) are computing systems composed of highly interconnected "neurons" capable of processing information through their response in a dynamic state to external input signals. In other words, an artificial neural network is a group of interconnected nodes (or "neurons"), where each connection between nodes is associated with a weight (i.e. weight coefficient), the value of which affects the strength of the signal in said connection, and, therefore, also on the overall performance of the neural network. Typically, the offset component is also added to the total weighted sum of the input signals at the node. Training a neural network typically involves adjusting said weights and biases so that a known output matches a given known input.
Одна или несколько нейронных сетей, задействованных в вариантах осуществления, могут содержать одну или несколько нейронных сетей с прямой связью, одну или несколько рекуррентных нейронных сетей и/или одну или несколько самоорганизующихся карт (SOM). Кроме того, одна или несколько нейронных сетей с прямой связью могут содержать одну или несколько многоуровневых сетей «перцептрон» и/или одну или несколько сверточных нейронных сетей. Одна или несколько рекуррентных нейронная сетей могут содержать одну или несколько сетей с долговременной и кратковременной памятью и/или одну или несколько рекуррентных сверточных нейронных сетей.One or more neural networks employed in embodiments may comprise one or more feed-forward neural networks, one or more recurrent neural networks, and/or one or more self-organizing maps (SOMs). In addition, one or more feed-forward neural networks may comprise one or more layered perceptron networks and/or one or more convolutional neural networks. One or more recurrent neural networks may contain one or more networks with long-term and short-term memory and/or one or more recurrent convolutional neural networks.
Примером нейронной сети с прямой связью, которая может быть задействована в вариантах осуществления, является модель «многослойный перцептрон» (хотя простой перцептрон также может использоваться в некоторых вариантах осуществления). Однослойный перцептрон может использоваться для обучения линейно разделимым функциям, но не может использоваться для выполнения сложных задач как, например, обучение нелинейной решающей границе в классификации. С другой стороны, многослойный перцептрон, который использует два или более слоев перцептронов, может использоваться для обучения сложным функциям и сильно нелинейным решающим границам. Многослойный перцептрон является базисной формой нейронной сети с прямой связью и, как правило, состоит из входного слоя, одного или нескольких скрытых слоев и выходного слоя. Эта сеть использует прямые проходы и обратное распространение ошибки для обучения весам и смещениям. Прямые проходы (от входы до выхода) рассчитывают выходные сигналы, тогда как обратное распространение ошибки рассчитывает необходимые обновления для весов и смещений, основанные на ошибке на выходном слое.An example of a feed-forward neural network that may be used in embodiments is the "multilayer perceptron" model (although a simple perceptron may also be used in some embodiments). A single layer perceptron can be used to train linearly separable functions, but cannot be used to perform complex tasks such as learning a non-linear decision boundary in classification. On the other hand, a multilayer perceptron that uses two or more layers of perceptrons can be used to train complex features and highly non-linear decision boundaries. A multilayer perceptron is the basic form of a feedforward neural network and typically consists of an input layer, one or more hidden layers, and an output layer. This network uses forward passes and backpropagation to train weights and biases. Forward passes (input to output) calculate the output signals, while error backpropagation calculates the necessary updates to the weights and biases based on the error in the output layer.
Нейронные сети с прямой связью не способны хранить какую-либо информацию, поскольку они не имеют контуров. Рекуррентные нейронные сети (RNNs), напротив, имеют контуры, позволяющие сохранять информацию. Примером рекуррентной нейронной сети, которая может быть задействована в вариантах осуществления, является сеть с долговременной и кратковременной памятью (LSTM), которая представляет собой особый тип рекуррентной нейронной сети, специализирующейся на обучении отдаленным зависимостям. Одна ячейка LSTM состоит из трех гейтов (входного, выходного и забывающего) и ячейки памяти. Гейты действуют в качестве регуляторов информации и помогают ячейкам LSTM удалять старую информацию или добавлять новую информацию. Степень, до которой забывается существующая память, регулируется забывающим гейтом.Feedforward neural networks are not capable of storing any information because they do not have contours. Recurrent neural networks (RNNs), in contrast, have circuits that allow information to be stored. An example of a recurrent neural network that may be employed in embodiments is a long-term and short-term memory (LSTM) network, which is a special type of recurrent neural network specialized in distant dependency learning. One LSTM cell consists of three gates (input, output and forget) and a memory cell. Gates act as information regulators and help LSTM cells remove old information or add new information. The extent to which existing memory is forgotten is controlled by the forget gate.
Самоорганизующаяся карта представляет собой тип нейронной сети, которая обучается с использованием неконтролируемого обучения для получения низкоразмерного дискретизированного представления входного пространства обучающих выборок (так называемая карта). Другими словами, самоорганизация может использоваться для создания низкоразмерного представления или визуализации высокоразмерных данных.A self-organizing map is a type of neural network that is trained using unsupervised learning to obtain a low-dimensional discretized representation of the input training sample space (called a map). In other words, self-organization can be used to create a low-dimensional representation or visualization of high-dimensional data.
Дополнительно или в качестве альтернативы алгоритм машинного обучения в соответствии с вариантами осуществления может быть основан полностью или частично на байесовском классификаторе, т.е. классификаторе, основанном на байесовской вероятности. Используемый байесовский классификатор может быть, например, наивным байесовским классификатором. Additionally or alternatively, the machine learning algorithm according to the embodiments may be based in whole or in part on a Bayesian classifier, i. e. classifier based on Bayesian probability. The Bayesian classifier used may be, for example, a Naive Bayesian classifier.
Система, к которой могут быть применены варианты осуществления, изображена на Фиг. 1. На Фиг. 1 изображена упрощенная система, показывающая только некоторые элементы и функциональные объекты. Соединения, показанные на Фиг. 1, являются логическими соединениями; фактические физические соединения могут отличаться. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что системы также содержат другие функции и структуры. Фиг. 1 по сути следует считать по большей части схематической.The system to which the embodiments can be applied is shown in FIG. 1. In FIG. 1 is a simplified system showing only some of the elements and functional entities. The connections shown in Fig. 1 are logical connections; actual physical connections may vary. One skilled in the art will appreciate that the systems also contain other functions and structures. Fig. 1 is essentially to be considered largely schematic.
Система, изображенная на Фиг. 1, содержит две четко выраженные части: линию вторичного покрытия 101 для изготовления оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке и систему управления 116 для управления, наблюдения и/или контроля упомянутой линией вторичного покрытия 101.The system shown in Fig. 1 comprises two distinct parts: a recoating
Линия вторичного покрытия 101 используется для экструдирования трубки со свободной укладкой волокон, подачи управляемым способом оптоволокна (как правило, стекловолокна) в трубку для свободной укладки волокон, охлаждения и намотки полученного оптоволоконного кабеля 104 со свободной укладкой волокон в трубке. Линия вторичного покрытия 101 содержит по меньшей мере один или несколько приводов 102, устройство подачи волокна 103, экструдер 105, сжимающую гусеницу 106, среднее тяговое устройство 107, конечное тяговое устройство 108 и намоточное устройство 109.The recoating
Устройство подачи волокна 103 используется для удержания оптоволокна (т.е. стекловолокна) и для подачи одного или нескольких волокон в экструдер 105 и далее по линии вторичного покрытия 101 управляемым способом, предпочтительно на высокой скорости. Натяжение оптоволокна можно регулировать, например, пневматическим роликом. Устройство подачи волокна 103 может содержать несколько положений для катушек оптоволокна.The
Экструдер 105 (или экструзионное устройство) используется для экструдирования (пластичного) материала с целью формирования структуры трубки со свободной укладкой волокон вокруг одного или нескольких оптических волокон, поступающих из устройства подачи волокна 103. Экструдируемым пластичным материалом может быть, например, полибутилентерефталат (PBT), полипропилен (PP), полиэтилен (PE), поликарбонат (PC) или какой-нибудь другой пластичный полимер. Полученная трубка со свободной укладкой волокон может иметь цилиндрическую форму. Экструдер может регулироваться по температуре. В некоторых вариантах осуществления может быть задействовано несколько экструдеров. В некоторых вариантах осуществления элемент 105 может соответствовать одному или нескольким экструдерам или множеству экструдеров.An extruder 105 (or extruder) is used to extrude a (plastic) material to form a loose-laid tube structure around one or more optical fibers coming from a
В вариантах осуществления где изготавливаемый оптоволоконный кабель со свободной укладкой волокон в трубке должен заполняться водостойкой (или водоблокирующей) пряжей, линия вторичного покрытия 101 может дополнительно содержать одно или несколько устройств подачи пряжи для подачи пряжи в трубку со свободной укладкой волокон (не показано на Фиг. 1). В вариантах осуществления где изготавливаемый оптоволоконный кабель со свободной укладкой волокон в трубке должен заполняться водостойкой (или водоблокирующей) гелем или электролитом, линия вторичного покрытия 101 может дополнительно содержать систему впрыска геля или электролита для подачи геля или электролита в трубку со свободной укладкой волокон (не показана на Фиг. 1). Упомянутая систему впрыска геля или электролита может быть встроена в один или несколько экструдеров 105. В некоторых вариантах осуществления линия вторичного покрытия 101 может дополнительно содержать устройство для контроля диаметра сухой (или не содержащей гель) трубки для контроля диаметра оптоволоконных кабелей со свободной укладкой волокон в сухой трубке.In embodiments where the loose-laid fiber optic cable being manufactured is to be filled with water-resistant (or water-blocking) yarn, recoating
Вначале, когда трубка со свободной укладкой волокон подвергается экструзии экструдером 105, она имеет очень высокую температуру. Для эффективного охлаждения трубки со свободной укладкой волокон оптоволоконный кабель 104 со свободной укладкой волокон в сухой трубке может пропускаться через проточное охлаждение или охлаждающую ванну (не показаны на Фиг. 1). Упомянутое проточное охлаждение может тянуться на всем протяжении от экструдера 105 до намоточного устройства 109. Охлаждение может регулироваться путем изменения температуры охлаждающей воды, используемой в проточном охлаждении.Initially, when the loose-laid tube is extruded by the
Сжимающая гусеница 106 используется для протягивания трубки со свободной укладкой волокон, экструдируемой экструдером 105, на скорости, которая выше, чем заданная скорость линии (т.е. быстрее, чем скорость среднего тягового устройства 107, описанного ниже), чтобы компенсировать усадку трубки со свободной укладкой волокон по мере ее охлаждения. Другими словами, сжимающая гусеница 106 используется для минимизации избыточной длины волокна (EFL) и/или усадки трубки изготавливаемого оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке. Избыточная длина волокна – это показатель насколько длиннее одно или несколько оптических волокон в трубке со свободной укладкой по сравнению с трубкой со свободной укладкой, содержащей упомянутые одно или несколько оптических волокон. Сжимающая гусеница может содержать две движущиеся прижимных ленты, тянущихся параллельно друг другу и расположенными напротив друг друга.The
Прижимные ленты сжимающей гусеницы 106 могут быть изготовлены из резины или другого материала, обеспечивающего достаточно высокое трение между прижимными лентами и экструдируемой трубкой со свободной укладкой волокон. Трубка для свободной укладкой волокон может подаваться между упомянутыми прижимными лентами, которые сжимают эту трубку, и хотя трение и высокая скорость прижимных лент (по сравнению со скоростью линии без сжатия) приводят к увеличению скорости передачи трубки для свободной укладки по линии (т.е. к удлинению трубки), это не влияет на скорость передачи одного или нескольких оптических волокон по этой линии. Сжатие, вызываемое прижимными лентами должно быть таким, чтобы возникала только эластическая деформация (а не пластическая деформация). В некоторых вариантах осуществления сжимающая гусеница может содержать вместо прижимных лент два прижимных колеса (изготовленных, например, из резины), действующих аналогичным образом, что и прижимные ленты (как описано выше).The pressure bands of the
Среднее тяговое устройство 107 является следующей точкой физического контакта для оптоволоконного кабеля 104 со свободной укладкой волокон в трубке после сжимающей гусеницы 106. Вследствие этого, среднее тяговое устройство 107 также оказывает значительное влияние на избыточную длину волокна и усадку трубки изготавливаемого оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке, и параметры (например, крутящий момент двигателя) среднего тягового устройства 107 можно использовать для регулирования избыточной длины волокна и усадки трубки. The
Помимо среднего тягового устройства 107 линия вторичного покрытия может дополнительно содержать конечное тяговое устройство 108 для дополнительного контроля скорости передачи оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке по линии. Конечное тяговое устройство 108 может находиться между средним тяговым устройством 107 и намоточным устройством 109.In addition to the
Намоточное устройство 109 используется для намотки готового оптоволоконного кабеля 104 со свободной укладкой волокон в трубке.The
Наконец, линия вторичного покрытия 101 содержит один или несколько приводов 102 для перемещения и управления одним или несколькими устройствами 103, 105–109 линии вторичного покрытия 101. Упомянутые один или несколько приводов могут приводить в действие по меньшей мере сжимающую гусеницу 106 и среднее тяговое устройство 107. Один или несколько приводов 102 могут содержать, например, один или несколько электродвигателей, гидравлический привод и пневматический привод. Один или несколько приводов 102 получают питание от и управляются системой управления 116 (или точнее, автоматизированной системой 119 программируемого логического контроллера, ПЛК, системы управления 116). Работа одного или каждого из нескольких приводов 102 может регулироваться настройкой одного или нескольких параметров управления соответствующего привода. Один или несколько параметров управления привода могут содержать, например, напряжение, ток, мощность и/или частоту сигнала, подаваемого на привод. Другими словами, работу линии вторичного покрытия 101 можно регулировать настройкой одного или нескольких параметров управления (в большинстве случаев, множества параметров управления) линии вторичного покрытия, где каждый параметр управления связан с одним или несколькими приводами 102 линии вторичного покрытия 101. Параметры управления могут в равной степени называться рабочими параметрами.Finally, the
В дополнение или в качестве альтернативы управлению линией вторичного покрытия101 путем настройки одного или нескольких параметров управления одного или нескольких приводов 102, по меньшей мере один из других элементов 103, 105, 104, 106, 107, 108, 109 линии вторичного покрытия 101 может управляться в соответствии с одним или несколькими параметрами управления. Например, упомянутые один или несколько параметров управления упомянутых других элементов на линии вторичного покрытия могут содержать одну или несколько температур одного или нескольких соответствующих экструдеров 105, температуру охлаждающей воды (в проточном охлаждении), натяжение линии и натяжение устройства подачи волокна (т.е. натяжение на устройстве подачи волокна 103). Натяжение линии может определяться как метрическое (значение указывается в ньютонах) количественное определение того, насколько растянулась трубка для свободной укладки волокон в ходе намотки. Натяжение устройства подачи волокна может определяться как метрическое (значение указывается в ньютонах) количественное определение того, насколько натянут оптоволоконный кабель в начале линии вторичного покрытия (т.е. рядом с устройством подачи волокна 103).In addition to or as an alternative to controlling the
Система управления 116 содержит автоматизированную систему 119 программируемого логического контроллера (ПЛК), устройство контроля над технологическим процессом 110, первое вычислительное устройство 111, устройство пользователя 112, база данных машинного обучения 113, база архивных данных 114 и второе вычислительное устройство 115. Первое вычислительное устройство 111, база данных машинного обучения 113, база архивных данных 114 и второе вычислительное устройство 115 образуют вычислительную систему 117 для выполнения анализа на основе машинного обучения в соответствии с вариантами осуществления. Упомянутая система управления 116 может размещаться в том же помещении, что и линия вторичного покрытия 101 (т.е. она может быть локальной системой). В качестве альтернативы, по меньшей мере некоторые элементы (например, второе вычислительное устройство 115 и базы данных 113, 114) системы управления 116 могут быть удаленными элементами (например, удаленные серверы или базы данных). В некоторых вариантах осуществления некоторые из упомянутых удаленных элементов могут быть элементами на основе облачных вычислений или другими распределенными элементами. Соединения между устройствами 110–115 системы управления 116, показанными на Фиг. 1, могут содержать одно или несколько проводных соединений (или коммуникационных каналов) и/или одно или несколько беспроводных соединений (коммуникационных каналов).The
Автоматизированная система 119 ПЛК используется для контроля и управления производством на линии вторичного покрытия 101. Точнее говоря, автоматизированная система 119 ПЛК может использоваться для контроля над параметрами технологического процесса линии вторичного покрытия 101 и настройки параметров управления линии вторичного покрытия. Чтобы обеспечить упомянутый контроль и управление, автоматизированная система 119 ПЛК может быть подсоединена проводными/или беспроводными коммуникационными каналами к каждому отдельному элементу 102–109 линии вторичного покрытия 101 (включая проточное охлаждение, которое не показано на Фиг. 1) или по меньшей мере к некоторым из упомянутых отдельных элементов 102–109. Кроме того, автоматизированная система 119 ПЛК подсоединяется к устройству контроля над технологическим процессом 110. Автоматизированная система 119 ПЛК может представлять собой износостойкую вычислительную систему, предназначенную для надежной эксплуатации в тяжелых условиях.The
Что касается контроля изготовления на линии вторичного покрытия 101, данные измерений (т.e. данные технологического процесса), выдаваемые каждым отдельным элементом 102–109 линии вторичного покрытия 101, подсоединенным к автоматизированной системе 119 ПЛК, во время работы линии вторичного покрытия 101, могут передаваться периодически или постоянно в автоматизированную систему 119 ПЛК. Данные технологического процесса, собираемые автоматизированной системой 119 ПЛК, могут содержать измеренные значения одного или каждого из нескольких параметров технологического процесса линии вторичного покрытия 101 (например, измерения натяжения, скорости и/или крутящего момента, связанные со сжимающей гусеницей и/или средним тяговым устройством).With regard to the control of production on the
Что касается управления изготовлением на линии вторичного покрытия 101, автоматизированная система 119 ПЛК может быть выполнена с возможностью по меньшей мере регулирования работы одного или нескольких приводов 102 линии вторичного покрытия 101. Другими словами, автоматизированная система 119 ПЛК может обеспечивать передачу сигналов управления (или управляющие входы) для одного или нескольких приводов 102 для настройки их параметров управления. Один или несколько параметров технологического процесса можно настраивать путем настройки одного или нескольких параметров управления линии вторичного покрытия 101. Например, повышение частоты электродвигателя переменного тока вызывает увеличение крутящего момента электродвигателя переменного тока, а следовательно, также и скорости подвижного элемента, который приводится в движение электродвигателем переменного тока (например, скорость сжимающей гусеницы).With regard to the control of production on the
Устройство контроля над технологическим процессом (PSU) 110 системы управления 116 используется для управления системами управления набором параметров и аварийной сигнализации, а также поддержания параметров технологического процесса, получаемых от автоматизированной системы 119 ПЛК в базу данных PSU 110 (не показана на Фиг. 1). Набор параметров в данном контексте может быть определен как набор инструкций или этапов, необходимых для работы линии вторичного покрытия с целью получения нужного готового продукта. PSU 110 может дополнительно сохранять в упомянутой базе данных PSU 110 информацию по одному или нескольким наборам параметров и/или номинальным уставкам, связанным с линией вторичного покрытия. PSU 110 может быть выполнено с возможностью функционирования программного обеспечения диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), связанного с линией вторичного покрытия 101. Кроме того, PSU может быть подсоединено проводным/или беспроводным коммуникационным каналом к одному или нескольким мониторам в помещении управления (не показано на Фиг. 1). Упомянутые один или несколько мониторов могут использоваться для отображения (в реальном времени) информации о технологическом процессе для оператора. PSU 110 может быть выполнено с возможностью передачи или ретрансляции (текущих) данных технологического процесса (т.e. контролируемых параметров технологического процесса), получаемых от автоматизированной системы 119 ПЛК, в вычислительную систему 117 (а точнее, в первое вычислительное устройство 111 в приведенном варианте осуществления) и/или в устройство пользователя 112. Кроме того, PSU 110 может быть выполнено с возможностью передачи или ретрансляции сигналов управления (т.e. сообщений, содержащих один или несколько параметров управления линией вторичного покрытия, которую необходимо настроить) от вычислительной системы 117 (а конкретнее, от первого вычислительного устройства 111 в приведенном варианте осуществления) и/или от устройства пользователя 112 в автоматизированную систему 119 ПЛК. The process control unit (PSU) 110 of the
Первое вычислительное устройство 111 вычислительной системы 117 выполнено с возможностью контроля и, возможно, управления качеством изготавливаемого оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке в соответствии с вариантами осуществления. Точнее говоря, первое вычислительное устройство 111 может оценивать текущее качество оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке, используя текущие данные технологического процесса и (предварительно) обученный алгоритм машинного обучения, сохраняемый в базе данных машинного обучения 113, которая подсоединена к первому вычислительному устройству 111. Первое вычислительное устройство 111 также может быть электрически подсоединено к базе архивных данных 114, PSU 110 и устройству пользователя 112. Первое вычислительное устройство может быть выполнено с возможностью передачи информации о предварительно оцененном качестве изготавливаемого оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке и/или рекомендаций по возможным настройкам параметров управления линии вторичного покрытия 101 для улучшения упомянутого предварительно оцененного качества на устройство пользователя. Первое вычислительное устройство также может быть выполнено с возможностью передачи сигналов управления на PSU 110 (которое может быть выполнено с возможностью переадресации упомянутых сигналов управления в автоматизированную систему 119 ПЛК.). Первое вычислительное устройство 111 может хранить в базе данных (например, во внутренней базе данных или базе данных машинного обучения 113, или базе архивных данных 114) информацию о проведенных им предварительных оценках качества и/или данные производственной линии, полученные от PSU 110. Первое вычислительное устройство также может хранить в памяти буфер управляющих значений и/или иметь доступ к базе данных PSU 110. Автоматизированная система 119 ПЛК и/или PSU 110 могут управляться дистанционно вычислительной системой 117 (а точнее, первым вычислительным устройством 111 в приведенном варианте осуществления) и/или устройством пользователя 112.The
Устройство пользователя 112 может обозначать переносное или стационарное вычислительное устройство (оборудование, устройство, оконечное устройство). Вычислительные устройства, которые могут быть задействованы, включают беспроводные устройства мобильной связи, работающие с модулем идентификации абонента (SIM) или без него в аппаратном или программном обеспечении, включая помимо прочего, следующие типы устройств: настольный компьютер, портативный компьютер, компьютер с сенсорным экраном, мобильный телефон, смартфон, карманный персональный компьютер (PDA), микротелефонная гарнитура, электронное считывающее устройство, планшет, игровая консоль, ноутбук, мультимедийное устройство, датчик, привод, видеокамера, автомобиль, переносной компьютер, телеметрические приборы и приборы дистанционного мониторинга. Устройство пользователя 112 может быть подсоединено к вычислительной системе 117 посредством первого беспроводного или проводного коммуникационного канала и к PSU 110 посредством второго беспроводного или проводного коммуникационного канала. Устройство пользователя 112 выполнено с возможностью по меньшей мере получения информации, выдаваемой первым вычислительным устройством 111 (или в целом, вычислительной системой 117) и отображения упомянутой информации на экране (или дисплее) устройства пользователя 112. Как упомянуто выше, устройство пользователя 112 также может использоваться для управления PSU 110, а через PSU 110 – автоматизированной системой 119 ПЛК (т.e. для настройки параметров управления линии вторичного покрытия 101). Чтобы пользователь устройства пользователя 112 имел возможность выдавать команды управления, устройство пользователя 112 может содержать по меньшей мере одно пользовательское устройство ввода (например, сенсорный экран, одна или несколько кнопок, клавиатура и/или мышь). На практике устройство пользователя 112 может управляться мастером-технологом линии вторичного покрытия 101 или другим лицом, знакомым с эксплуатацией и управлением линии вторичного покрытия 101.
Наконец, второе вычислительное устройство 115 вычислительной системы 117 выполнено с возможностью по меньшей мере создания и обучения алгоритма машинного обучения, используемого первым вычислительным устройством 111. Чтобы добиться такого функционирования, второе вычислительное устройство подсоединено к базе архивных данных 114, которая содержит по меньшей мере архивные данные, содержащие данные о качестве оптоволоконного кабеля, ранее изготовленного с применением линии вторичного покрытия 101 или другой аналогичной линии вторичного покрытия, и соответствующие данные технологического процесса для этой же линии вторичного покрытия, полученные в ходе изготовления упомянутого оптоволоконного кабеля. Упомянутые данные о качестве могут основываться на измерениях метрических показателей качества вне линии, таких как избыточная длина волокна, усадка трубки и затухание света в оптоволокне. Эти измерения качества вне линии могут выполняться, например, в лаборатории контроля качества, т.е. они не выполняются с использованием элементов, изображенных на Фиг. 1 (т.e. с использованием линии вторичного покрытия 101 или системы управления 116). Элемент 118 используется для обозначения того, что данные о качестве, основанные на измерениях вне линии и хранящиеся в базе архивных данных 114, передаются в базу архивных данных 114 извне системы управления 116 через внешний интерфейс вычислительной системы 117. Если данные о качестве, хранящиеся в базе архивных данных 114, соответствуют оптоволоконному кабелю, изготовленному не на линии вторичного покрытия 101, а на другой соответствующей линии вторичного покрытия (т.e. другой линии вторичного покрытия такого же типа и состава), соответствующие данные технологического процесса также должны быть переданы в базу архивных данных 114 извне. Второе вычислительное устройство 115 может быть выполнено с возможностью хранения обученного алгоритма машинного обучения в базе данных машинного обучения 113, которой имеют доступ и первое и второе вычислительные устройства 111, 115.Finally, the
В некоторых вариантах осуществления база архивных данных 114 также может содержать данные параметров управления (т.e. параметры управления), иначе говоря, параметры управления, в соответствии с которыми линия вторичного покрытия 101 (или другая соответствующая линия вторичного покрытия) управлялась ранее. Упомянутые данные параметров управления могут соответствовать данным технологического процесса, хранящимся в базе данных (т.е. параметры управления, определенные в упомянутых данных параметров управления могли бы использоваться для управления линией вторичного покрытия, когда измерялись значения параметров технологического процесса).In some embodiments, the
Хотя на Фиг. 1 показана иллюстративная вычислительная система 117 в соответствии с вариантами осуществления, содержащая два отдельных вычислительных устройства 111, 115 и две базы данных 113, 114, в других вариантах осуществления вычислительная система 117 может содержать другое количество четко выраженных вычислительных устройств и/или баз данных. В некоторых вариантах осуществления вычислительная система 117 может, например, содержать одиночное вычислительное устройство (выполняющее функции первого и второго вычислительных устройств 111, 115) и две базы данных 113, 114 или одну базу данных (хранящую информацию обеих баз данных 113, 114), подсоединенные к или содержащиеся в упомянутом одиночном вычислительном устройстве.Although in Fig. 1 shows an
На Фиг. 2 показан процесс в соответствии с вариантами осуществления для предварительной оценки качества оптоволоконного кабеля в ходе изготовления на линии вторичного покрытия в реальном времени. Оптоволоконный кабель, изготавливаемый на линии вторичного покрытия, может быть именно оптоволоконным кабелем со свободной укладкой волокон в трубке. Изображенный процесс может осуществляться вычислительной системой 117, показанной на Фиг. 1, или любой другой альтернативной вычислительной системой, описанной в отношении Фиг. 1. Процесс, изображенный на Фиг. 1, может выполняться именно первым вычислительным устройством 111, показанным на Фиг. 1, или любым другим соответствующим вычислительным устройством (т.е. вычислительным устройством, имеющим доступ к по меньшей мере текущим данным технологического процесса и к предварительно обученному алгоритму машинного обучения и подсоединенным к устройству пользователя) в любой другой альтернативной вычислительной системе, описанной в отношении Фиг. 1. Вычислительная система или устройство, осуществляющие процесс, показанный на Фиг. 1,могут быть выполнены с возможностью контроля и, возможно, управления (возможно через PSU и автоматизированную систему ПЛК) линией вторичного покрытия, содержащей по меньшей мере некоторые из элементов, описанных в отношении линии вторичного покрытия 101, показанной на Фиг. 1. В некоторых вариантах осуществления предполагается, что упомянутая линия вторичного покрытия может содержать по меньшей мере сжимающую гусеницу и среднее тяговое устройство. Далее, объект, осуществляющий этот процесс для простоты будет называться вычислительной системой.On FIG. 2 shows a process according to embodiments for pre-qualification of fiber optic cable during manufacture in a real-time recoating line. The fiber optic cable produced on the secondary coating line can be exactly the fiber optic cable with loose fibers in the tube. The depicted process may be performed by
Изначально, вычислительная система содержит в первой базе данных (например, в базе данных машинного обучения, как описано в отношении Фиг. 1), в блоке 201, обученный алгоритм машинного обучения для вычисления ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества оптоволоконного кабеля, изготавливаемого на линии вторичного покрытия, на основании значений одного или нескольких значений параметров технологического процесса линии вторичного покрытия. Другими словами, обученный алгоритм машинного обучения принимает за свои входные значения одного или нескольких параметров технологического процесса и выдает за свои выходные ожидаемые значения для одного или нескольких метрических показателей качества.Initially, the computing system contains in a first database (e.g., a machine learning database as described in relation to FIG. 1), in block 201, a trained machine learning algorithm for calculating expected values of one or more quality metrics of a fiber optic cable manufactured on recoating line, based on the values of one or more values of the process parameters of the recoating line. In other words, a trained machine learning algorithm takes one or more process parameters as its inputs and outputs expected values for one or more quality metrics as its outputs.
Один или несколько метрических показателей качества (т.е. входные параметры обученного алгоритма машинного обучения) представляют собой метрические показатели, которые указывают на по меньшей мере некоторые аспекты качества изготавливаемого оптоволоконного кабеля. По меньшей мере один или несколько метрических показателей качества могут соответствовать метрическим показателям качества, оцененным обычным способом с помощью измерений изготовленного оптоволоконного кабеля вне линии. Упомянутые один или несколько метрических показателей качества могут включать, например, одну или несколько избыточных длин волокна, усадку трубки и затухание света в оптоволоконном кабеле, размеры трубки для свободной укладки волокон, стабильность размеров трубки для свободной укладки волокон, метрический показатель, связанный с испытанием на сжатие и метрический показатель, связанный с испытанием на перегиб.One or more quality metrics (ie, inputs to the trained machine learning algorithm) are metrics that are indicative of at least some aspect of the quality of the fabricated fiber optic cable. The at least one or more performance metrics may correspond to performance metrics estimated in a conventional manner by off-line measurements of the fabricated fiber optic cable. Said one or more quality metrics may include, for example, one or more excess fiber lengths, tube shrinkage and fiber optic cable light attenuation, loose tube dimensions, loose tube dimensional stability, a metric associated with a fiber optic test. compression and metric index associated with the kink test.
В некоторых вариантах осуществления упомянутые один или несколько метрических показателей качества включают по меньшей мере один (предпочтительно все), выбранный из группы таких показателей, как избыточная длина волокна, усадка трубки и затухание света в оптоволоконном кабеле. Упомянутые три метрических показателя могут считаться наиболее важными метрическими показателями качества оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке и поэтому описаны здесь более подробно.In some embodiments, said one or more quality metrics include at least one (preferably all) selected from the group of fiber length excess, tube shrinkage, and fiber optic light attenuation. These three metrics can be considered the most important quality metrics for loose-laid fiber optic cable and are therefore described in more detail here.
Избыточная длина волокна (EFL) может определяться как длина оптоволокна в трубки для свободной укладки волокон, поделенная на длину трубки для свободной укладки волокон (иногда указывается в процентах). Большая EFL означает, что оптоволокно в трубке для свободной укладки волокон свернуто кольцом. Избыточный изгиб оптоволокна может привести к ухудшению эксплуатационных характеристик оптоволоконного кабеля. Избыточная длина волокна является метрическим показателем, обычно измеряемым вне линии для каждого волокна как стандартная процедура контроля качества. Избыточная длина волокна может оцениваться также на линии в ходе изготовления путем измерения скорости оптоволокна на устройстве подачи и скорости трубки для свободной укладки волокон перед намоткой, хотя, как правило, эти измерения не очень точны.Excess fiber length (EFL) can be defined as the length of the fiber in the loose-laid tube divided by the length of the loose-laid tube (sometimes reported as a percentage). A large EFL means that the fiber in the loose-laid tube is coiled. Excessive fiber bending can degrade the performance of the fiber optic cable. Excess fiber length is a metric usually measured off-line for each fiber as a standard quality control procedure. Excess fiber length can also be estimated on line during manufacture by measuring the speed of the fiber at the feeder and the speed of the free-laid tube prior to winding, although these measurements are generally not very accurate.
Усадка трубки – явление, вызываемое релаксацией пластиковой трубки для свободной укладки волокон после изготовления. Величина усадки трубки зависит от режима технологического процесса, например, скорости линии, температур охлаждения и параметров сжимающей гусеницы. Усадка трубки обычно измеряется вне линии для каждой изготовленной трубки для свободной укладки волокон как стандартная процедура контроля качества.Tube shrinkage is a phenomenon caused by the relaxation of a plastic free-laid tube after manufacture. The amount of tube shrinkage depends on the process conditions, such as line speed, cooling temperatures and compression track parameters. Tube shrinkage is typically measured off-line for each loose-laid tube manufactured as a standard quality control procedure.
Малое затухание света является наиболее важной характеристикой любого оптоволоконного кабеля. Затухание оптоволокна увеличивается, если в ходе изготовления оно подвергается механическому напряжению или в ходе намотки на катушку. Затухание света обычно измеряется вне линии как стандартная процедура контроля качества. Затухание света может выражаться в децибелах на метр. Low light attenuation is the most important characteristic of any fiber optic cable. The attenuation of an optical fiber increases if it is subjected to mechanical stress during manufacture or during winding on a spool. Light attenuation is usually measured out of line as a standard quality control procedure. Light attenuation can be expressed in decibels per meter.
В некоторых вариантах осуществления один или несколько метрических показателей качества, используемых как входные параметры обученного алгоритма машинного обучения, включают (или состоят исключительно из) метрический показатель общего качества. Метрический показатель общего качества является метрическим показателем, указывающим на общее качество изготовленного оптоволоконного кабеля. Метрический показатель общего качества (или его значение) также может называться категорией качества. Метрический показатель общего качества может определяться так, чтобы он имел значение, выбранное из дискретного множества числовых значений (например, 0, 1 и 2). Каждое числовое значение упомянутого дискретного множества может соответствовать определенной буквенной оценке общего качества (например, 0 означает «Плохо», 1 означает «Посредственно», а 2 означает «Хорошо»), которая может непосредственно отображаться на экране устройства пользователя.In some embodiments, one or more quality metrics used as inputs to the trained machine learning algorithm include (or consist solely of) an overall quality metric. The overall quality metric is a metric that indicates the overall quality of a manufactured fiber optic cable. An overall quality metric (or its value) may also be referred to as a quality category. The overall quality metric may be defined to have a value selected from a discrete set of numeric values (eg, 0, 1, and 2). Each numeric value of said discrete set may correspond to a specific overall quality rating letter (eg, 0 means "Bad", 1 means "Average", and 2 means "Good"), which can be directly displayed on the screen of the user's device.
Метрический показатель общего качества (или категория) может определяться как функция двух и более метрических показателей качества, значения которых можно определить, используя (вне линии) измерения изготовленного оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке (например, избыточная длина волокна, усадка трубки и/или затухание света в оптоволоконном кабеле). Например, метрический показатель общего качества может определяться как сумма, взвешенная сумма, среднее или средневзвешенное значение упомянутых двух и более метрических показателей качества. Результаты упомянутого вычисления могут далее быть округлены или сокращены (например, до целого значения) так, чтобы совпадать со значением в предварительно определенном дискретном множестве (т.е., чтобы совпадать с одной из предварительно определенных категорий качества). An overall quality metric (or category) can be defined as a function of two or more quality metrics whose values can be determined using (off-line) measurements of manufactured loose-laid fiber optic cable (e.g., excess fiber length, tube shrinkage, and/or or attenuation of light in a fiber optic cable). For example, an overall quality metric may be defined as the sum, weighted sum, mean, or weighted average of the two or more quality metrics. The results of said calculation may then be rounded or truncated (eg, to an integer value) to match a value in a predefined discrete set (ie, to match one of the predefined quality categories).
В некоторых вариантах осуществления вычислительная система может сначала вычислять одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества (например, избыточная длина волокна, усадка трубки и/или затухание света в оптоволоконном кабеле), используя обученный алгоритм машинного обучения, а затем вычисляет ожидаемое значение метрического показателя общего качества на основании упомянутых одного или нескольких ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества.In some embodiments, the computing system may first calculate one or more expected values of one or more performance metrics (e.g., excess fiber length, tube shrinkage, and/or fiber optic attenuation) using a trained machine learning algorithm, and then calculate the expected value an overall quality metric based on said one or more expected values of the one or more quality metrics.
Упомянутые один или несколько параметров технологического процесса являются параметрами или свойствами различных технологических процессов линии вторичного покрытия. Упомянутые один или несколько параметров технологического процесса могут быть связаны с одним или несколькими устройствами подачи волокна, экструдером, сжимающей гусеницей, средним тяговым устройством, конечным тяговым устройством и намоточным устройством или с любыми другими устройствами линии вторичного покрытия. Параметры сжимающей гусеницы и среднего тягового устройства зачастую имеют особенно выраженное влияние на качество готового оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке. Таким образом, один или несколько параметров технологического процесса могут включать один или несколько параметров технологического процесса, связанных со сжимающей гусеницей и/или средним тяговым устройством. Упомянутые параметры технологического процесса могут включать одну или несколько скоростей сжимающей гусеницы, натяжение сжимающей гусеницы, крутящий момент двигателя сжимающей гусеницы и крутящий момент двигателя среднего тягового устройства, стандартное отклонение скорости сжимающей гусеницы в течение предварительного заданного промежутка времени, стандартное отклонение натяжения сжимающей гусеницы в течение предварительного заданного промежутка времени, стандартное отклонение крутящего момента двигателя сжимающей гусеницы в течение предварительного заданного промежутка времени, и стандартное отклонение крутящего момента двигателя среднего тягового устройства в течение предварительного заданного промежутка времени.Said one or more process parameters are parameters or properties of various processes of the secondary coating line. Said one or more process parameters may be associated with one or more fiber feeders, extruder, compression caterpillar, middle hauler, final hauler and winder, or any other devices in the secondary coating line. The parameters of the compression track and the middle hauler often have a particularly pronounced effect on the quality of the finished loose-laid fiber optic cable. Thus, one or more process parameters may include one or more process parameters associated with the compression track and/or middle traction device. Said process parameters may include one or more compression track speeds, compression track tension, compression track motor torque and medium traction motor torque, standard deviation of the compression track speed over a predetermined period of time, standard deviation of the compression track tension during a predetermined the predetermined period of time, the standard deviation of the compression track motor torque during the predetermined period of time, and the standard deviation of the medium traction device motor torque during the predetermined period of time.
Создание и обучение обучаемого алгоритма машинного обучения может осуществляться вычислительной системой (точнее, вторым вычислительным устройством, как описано в отношении Фиг. 1), например, как описано ниже в отношении Фиг. 3. В других вариантах осуществления обучаемый алгоритм машинного обучения может создаваться и/или обучаться каким-либо объектом (например, сетевым узлом или вычислительным устройством), отличным от вычислительной системы, выполняющей процессы, показанные на Фиг. 2. Как было описано выше, алгоритм машинного обучения в соответствии с вариантами осуществления может быть основан, например, на одной или нескольких нейронных сетях с прямой связью, байесовском классификаторе, самоорганизующейся карте (SOM) или их комбинации.The creation and training of a trainable machine learning algorithm may be performed by a computing system (more specifically, a second computing device, as described in relation to FIG. 1), for example, as described below in relation to FIG. 3. In other embodiments, the machine learning algorithm to be trained may be created and/or trained by some entity (eg, network node or computing device) other than the computing system performing the processes shown in FIG. 2. As described above, the machine learning algorithm in accordance with the embodiments may be based on, for example, one or more feed-forward neural networks, a Bayesian classifier, a self-organizing map (SOM), or a combination thereof.
Вычислительная система контролирует в блоке 202 одно или несколько значений одного или нескольких (соответственно) параметров технологического процесса линии вторичного покрытия во время работы линии вторичного покрытия. Контроль необходим, потому что в параметрах технологического процесса линии вторичного покрытия могут происходить изменения во время работы линии вторичного покрытия, обусловленные различными факторами, такими как изменения в окружающей среде, в которой работает линия вторичного покрытия (например, повышение температуры), или износ элементов линии вторичного покрытия (например, прижимной ленты сжимающей гусеницы). Один или несколько контролируемых параметров технологического процесса могут включать по меньшей мере один или несколько параметров технологического процесса, используемых как входной параметр обученного алгоритма машинного обучения. Контроль может осуществляться посредством PSU и автоматизированной системы ПЛК, как описано в отношении Фиг. 1. Другими словами, данные технологического процесса (содержащие по меньшей мере дно или несколько значений одного или нескольких параметров технологического процесса) могут измеряться и собираться во время работы линии вторичного покрытия в реальном времени автоматизированной системой ПЛК и предаваться на PSU, которое перенаправляет упомянутые данные в вычислительную систему для анализа (помимо помещения упомянутых данных в базу данных PSU для хранения). Значения одного или нескольких параметров технологического процесса могут измеряться и передаваться в вычислительную систему периодически (с использованием одного или нескольких различных периодов, связанных с различными параметрами).The computing system controls in block 202 one or more values of one or more (respectively) process parameters of the secondary coating line during operation of the secondary coating line. Control is necessary because the process parameters of the recoating line may change during the operation of the recoating line due to various factors, such as changes in the environment in which the recoating line operates (for example, an increase in temperature), or wear of line elements Secondary coating (e.g. pressure band of a compression track). The one or more monitored process variables may include at least one or more process variables used as an input to the trained machine learning algorithm. Control may be performed by PSU and PLC automation system as described in relation to FIG. 1. In other words, process data (comprising at least the bottom or several values of one or more process parameters) can be measured and collected during the operation of the recoating line in real time by an automated PLC system and transmitted to the PSU, which redirects the said data to a computing system for analysis (other than placing said data in a PSU database for storage). The values of one or more process parameters may be measured and transmitted to the computer system periodically (using one or more different periods associated with different parameters).
В ходе контроля вычислительная система вычисляет в блоке 203 в реальном времени одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества, используя обученный алгоритм машинного обучения, при этом контролируемые значения одного или нескольких параметров технологического процесса используются как входной параметр обученного алгоритма машинного обучения.During monitoring, the computing system calculates in block 203 in real time one or more expected values of one or more quality metrics using the trained machine learning algorithm, while the monitored values of one or more process parameters are used as an input parameter of the trained machine learning algorithm.
Вычислительная система выдает в блоке 204 по меньшей мере одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества в устройство пользователя. Кроме того, вычислительная система также может выдавать контролируемые (т.е. текущие) значения одного или нескольких параметров технологического процесса, соответствующие одному или нескольким ожидаемым значениям одного или нескольких метрических показателей качества.The computing system provides, at block 204, at least one or more expected values of one or more quality metrics to the user device. In addition, the computing system may also provide monitored (ie, current) values of one or more process parameters corresponding to one or more expected values of one or more quality metrics.
В некоторых вариантах осуществления вывод данных в блоке 204 может включать инициирование отображения по меньшей мере одного или нескольких ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества на экране устройства пользователя в реальном времени, помогая пользователю этого устройства в управлении линией вторичного покрытия. В некоторых случаях (например, в случае метрического показателя общего качества) может отображаться визуальная или текстовая индикация ожидаемого значения (например, указывая, что общее качество «Хорошее» или указывая значение метрического показателя качества с помощью визуального элемента, например столбчатой диаграммы) вместо или помимо необработанного числового значения. На основе отображаемой информации пользователь устройства пользователя может определять, следует ли настраивать по меньшей мере один из параметров управления так, чтобы вызвать изменение в параметрах технологического процесса линии вторичного покрытия, что, в свою очередь, приведет к улучшению качества конечного продукта. Затем устройство пользователя может передавать после соответствующего ввода пользователем команды управления на линию вторичного покрытия для настройки по меньшей мере одного из параметров управления линии вторичного покрытия.In some embodiments, the output at block 204 may include causing at least one or more expected values of one or more quality metrics to be displayed on the screen of the user's device in real time, assisting the user of that device in managing the secondary coverage line. In some cases (for example, in the case of an overall quality metric), a visual or textual indication of the expected value may be displayed (for example, indicating that the overall quality is “Good” or indicating the value of the quality metric using a visual element, such as a bar chart) instead of or in addition to raw numeric value. Based on the displayed information, the user of the user device can determine whether at least one of the control parameters should be adjusted to cause a change in the process parameters of the secondary coating line, which in turn will lead to an improvement in the quality of the final product. The user device may then transmit, upon appropriate input by the user, control commands to the secondary coating line to set at least one of the control parameters of the secondary coating line.
Термин «инициирование отображения» информации на экране устройства пользователя может включать в данном случае и в последующих вариантах осуществления передачу команды на устройство пользователя для отображения соответствующей информации на упомянутом экране. В других вариантах осуществления устройство пользователя может быть выполнено с возможностью отображения какой-либо информации об ожидаемом качестве и/или технологическом процессе, полученной от вычислительной системы, на экране устройства пользователя автоматически (т.е. без явно заданной команды на выполнение этого действия).The term "initiating the display" of information on the screen of the user's device may include in this case and in subsequent embodiments, the implementation of the transmission of commands to the user's device to display the relevant information on the said screen. In other embodiments, the user device may be configured to display any expected quality and/or process information received from the computing system on the screen of the user device automatically (i.e., without being explicitly instructed to do so).
Действия, относящиеся к блокам 202–204 могут выполняться вычислительной системой непрерывно, когда линия вторичного покрытия находится в работе, как показано стрелкой, соединяющей блок 204 с блоком 202.The actions related to blocks 202-204 may be performed by the computer system continuously while the secondary coating line is in operation, as indicated by the arrow connecting block 204 to block 202.
На Фиг. 3 показан процесс создания и обучения алгоритма машинного обучения, описанного в отношении Фиг. 2. Этот процесс может осуществляться той же самой вычислительной системой, которая затем выполняет предварительную оценку с использованием (предварительно) обученного алгоритма машинного обучения в соответствии с вариантами осуществления. Принимая во внимание систему, показанную на Фиг. 1, процессы, показанные на Фиг. 2, могут осуществляться первым вычислительным устройством 111, в то время как процессы, описанные в отношении Фиг. 3, могут осуществляться вторым вычислительным устройством 115. В качестве альтернативы создание и обучение алгоритма машинного обучения может осуществляться другим объектом, не входящим в состав вычислительной системы.On FIG. 3 shows the process of creating and training the machine learning algorithm described in relation to FIG. 2. This process may be performed by the same computing system, which then performs a pre-evaluation using a (pre-)trained machine learning algorithm in accordance with the embodiments. Considering the system shown in Fig. 1, the processes shown in FIG. 2 may be performed by the
Со ссылкой на Фиг. 3, вычислительная система содержит в базе данных (например, в базе архивных данных) в блоке 301 архивные данные, содержащие данные о качестве оптоволоконного кабеля, ранее изготовленного с использованием линии вторичного покрытия, и данные технологического процесса линии вторичного покрытия, полученные в ходе изготовления упомянутого оптоволоконного кабеля. Данные о качестве содержат множество измеренных значений для одного или нескольких метрических показателей качества, а данные технологического процесса содержат множество измеренных значений для одного или нескольких параметров технологического процесса линии вторичного покрытия. Один или несколько метрических показателей качества и один или несколько параметров технологического процесса могут определяться как описано в отношении Фиг. 2. Данные о качестве могут собираться путем стандартных измерений качества вне линии, тогда как данные технологического процесса могут собираться путем измерений на линии (т.е. путем контроля, аналогичного описанному в отношении блока 202 на Фиг. 2) во время работы линии вторичного покрытия.With reference to FIG. 3, the computing system contains in the database (for example, in the archive database) in block 301 archive data containing data on the quality of the optical fiber cable previously manufactured using the recoating line, and the process data of the recoating line obtained during the manufacture of the mentioned fiber optic cable. The quality data comprises a plurality of measured values for one or more quality metrics, and the process data comprises a plurality of measured values for one or more process parameters of a recoating line. One or more quality metrics and one or more process parameters may be defined as described with respect to FIG. 2. Quality data can be collected by standard off-line quality measurements, while process data can be collected by in-line measurements (i.e., by monitoring similar to that described with respect to block 202 in FIG. 2) during operation of the recoating line. .
Вычислительная система инициализирует в блоке 302 алгоритм машинного обучения для вычисления ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества на основании значений одного или нескольких параметров технологического процесса. Алгоритмом машинного обучения может быть любой алгоритм машинного обучения, как описано выше, например, алгоритм на основе нейронной сети, задействующий одну или несколько нейронных сетей с прямой связью и/или одну или несколько рекуррентных нейронных сетей. Инициализация может включать определение входных параметров (т.е. функций) и выходных параметров (т.е. меток) алгоритма машинного обучения и установку или выбор исходных значений для весов и/или параметров алгоритма машинного обучения (например, веса одной или нескольких нейронных сетей). В данном случае функции (т.е. входной параметр) алгоритма машинного обучения могут определяться так, чтобы соответствовать метрическим показателям качества, изготовленного оптоволоконного кабеля, а метки (т.е. выходной параметр) алгоритма машинного обучения могут определяться так, чтобы соответствовать параметрам технологического процесса линии вторичного покрытия. Исходными значениями могут быть случайные значения, или они могут соответствовать предварительно определенному набору значений, приводящему к хорошо работающему алгоритму. Для инициализации в блоке 302 может использоваться любая известная технология инициализации.The computing system initializes, at block 302, a machine learning algorithm to calculate expected values of one or more quality metrics based on the values of one or more process parameters. The machine learning algorithm may be any machine learning algorithm as described above, such as a neural network based algorithm employing one or more feed-forward neural networks and/or one or more recurrent neural networks. Initialization may include defining input parameters (i.e., features) and output parameters (i.e., labels) of the machine learning algorithm and setting or selecting initial values for weights and/or parameters of the machine learning algorithm (e.g., the weights of one or more neural networks ). In this case, the features (i.e., input parameter) of the machine learning algorithm may be defined to match the quality metrics of the manufactured fiber optic cable, and the labels (i.e., output parameter) of the machine learning algorithm may be determined to correspond to the parameters of the manufacturing process. recoating line process. The initial values may be random values, or they may correspond to a predefined set of values resulting in a well-functioning algorithm. Any known initialization technique may be used for initialization at block 302.
Вычислительная система обучает в блоке 303 алгоритм машинного обучения, используя архивные данные. Другими словами, архивные данные (или их часть) используются в качестве данных для обучения алгоритма машинного обучения. Точнее, данные технологического процесса используются в качестве входного параметра алгоритма машинного обучения, тогда как данные о качестве определяют соответствующие ожидаемые выходные параметры алгоритма машинного обучения. Обучение может включать введение данных технологического процесса (т.е. значений одного или нескольких параметров технологического процесса) в алгоритм машинного обучения, сравнение ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества, выдаваемых алгоритмом машинного обучения, с измеренными значениями упомянутых одного или нескольких метрических показателей качества в архивных данных и настройку одного или более весов и/или параметров алгоритма машинного обучения так, чтобы минимизировать разницу между ожидаемыми и измеренными значениями. Сравнение может осуществляться путем оценки функции стоимости, которая является мерой того, насколько некорректным является алгоритм машинного обучения в части своей способности оценивать зависимость между своими входными и выходными параметрами. Функция стоимости может выражаться в виде разности или расстояния между прогнозируемым значением и фактическим значением (или вектором прогнозируемого значения и вектором фактического значения в случае множественных выходных переменных).The computing system trains, in block 303, a machine learning algorithm using the archived data. In other words, archived data (or part of it) is used as training data for a machine learning algorithm. More precisely, the process data is used as an input to the machine learning algorithm, while the quality data determines the corresponding expected outputs of the machine learning algorithm. Training may include introducing process data (i.e., values of one or more process parameters) into a machine learning algorithm, comparing the expected values of one or more quality metrics produced by the machine learning algorithm with measured values of said one or more quality metrics. in the archived data and adjusting one or more weights and/or parameters of the machine learning algorithm so as to minimize the difference between the expected and measured values. The comparison can be done by evaluating the cost function, which is a measure of how incorrect a machine learning algorithm is in its ability to estimate the relationship between its inputs and outputs. The cost function can be expressed as the difference or distance between the predicted value and the actual value (or the vector of the predicted value and the actual value vector in the case of multiple output variables).
Наконец, вычислительная система в блоке 304 помещает обученный алгоритм машинного обучения на хранение в базу данных машинного обучения (или какую-либо другую базу данных). Затем вычислительная система (а точнее, первое вычислительное устройство вычислительной системы) может использовать упомянутый обученный алгоритм машинного обучения для выполнения предварительной оценки в соответствии с вариантами осуществления (например, как описано в отношении Фиг. 1).Finally, the computing system, at block 304, stores the trained machine learning algorithm in a machine learning database (or some other database). The computing system (more specifically, the first computing device of the computing system) may then use said trained machine learning algorithm to perform pre-evaluation in accordance with embodiments (eg, as described with respect to FIG. 1).
В некоторых вариантах осуществления действия, относящиеся к блокам 301–304 могут выполняться вне линии (т.е. когда линия вторичного покрытия отключена или в нерабочем состоянии). В других вариантах осуществления действия, относящиеся к блокам 301–304 могут выполняться на линии во время нормальной работы линии вторичного покрытия.In some embodiments, the actions related to blocks 301-304 may be performed off-line (ie, when the recoating line is offline or out of service). In other embodiments, the activities related to blocks 301-304 may be performed on the line during normal operation of the secondary coating line.
На Фиг. 4 показан альтернативный процесс в соответствии с вариантами осуществления для предварительной оценки качества оптоволоконного кабеля (со свободной укладкой волокон в трубке) в ходе изготовления на линии вторичного покрытия в реальном времени. Изображенный процесс может осуществляться объектом, описанным в отношении Фиг. 2 как выполнение процесса, изображенного на Фиг. 2 (например, вычислительной системой или определенным вычислительным устройством, входящим в ее состав). Как правило, процесс, изображенный на Фиг. 4, соответствует в значительной степени процессу, изображенному на Фиг. 2. Любые определения, данные в отношении Фиг. 2, применимы или могут быть совмещены с процессом, изображенным на Фиг. 4 (если не указано иное). On FIG. 4 shows an alternative process in accordance with embodiments for pre-qualifying fiber optic cable (loose-laid fibers in the tube) during fabrication in a real-time recoating line. The depicted process may be carried out by the entity described with respect to FIG. 2 as an execution of the process shown in FIG. 2 (for example, a computing system or a certain computing device that is part of it). Typically, the process depicted in FIG. 4 corresponds to a large extent to the process depicted in FIG. 2. Any definitions given in relation to FIG. 2 are applicable or can be combined with the process depicted in FIG. 4 (unless otherwise noted).
Со ссылкой на Фиг. 4 начальные блоки 401–403 могут полностью соответствовать блокам 201–203, изображенным на Фиг. 2. Таким образом, действия, относящиеся к упомянутым блокам, здесь не описаны для краткости изложения. Вместо этого основное внимание в описании уделено дополнительным/альтернативным признакам, представленным на Фиг. 4 в виде блоков 404, 405.With reference to FIG. 4, the initial blocks 401-403 may fully correspond to the blocks 201-203 shown in FIG. 2. Thus, the actions related to the mentioned blocks are not described here for the sake of brevity. Instead, the focus of the description is on the additional/alternative features shown in FIG. 4 as blocks 404, 405.
После того, как вычислительная система вычислит одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества, используя обученный алгоритм машинного обучения в блоке 403, вычислительная система затем вычисляет в блоке 404 в реальном времени в ходе контроля одно или несколько оптимальных значений одного или нескольких параметров управления линии вторичного покрытия для улучшения качества изготавливаемого оптоволоконного кабеля. Качество оптоволоконного кабеля здесь может означать в частности качество, определяемое одним или несколькими ожидаемыми значениями одного или нескольких метрических показателей качества (например, ожидаемое значение метрического показателя общего качества или одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества, оцениваемых обычным способом с помощью измерений вне линии). Один или несколько параметров управления, для которых вычисляются упомянутые одно или несколько оптимальных значений, могут содержать некоторые или все параметры управления, которые могут использоваться (автоматизированной системой ПЛК) для управления линией вторичного покрытия.After the computing system calculates one or more expected values of one or more performance metrics using the trained machine learning algorithm in block 403, the computing system then calculates in block 404 in real time during monitoring one or more optimal values of one or more parameters control of the secondary coating line to improve the quality of the manufactured fiber optic cable. The quality of an optical fiber here may mean in particular the quality defined by one or more expected values of one or more quality metrics (for example, the expected value of a general quality metric or one or more expected values of one or more quality metrics, assessed in the usual way by measurements out of line). The one or more control parameters for which said one or more optimal values are calculated may comprise some or all of the control parameters that can be used (by the PLC automated system) to control the secondary coating line.
Вычисление одного или нескольких оптимальных значений для одного или нескольких параметров управления в блоке 404 может включать, в первую очередь, сравнение одного или нескольких контролируемых значений одного или нескольких параметров технологического процесса с одним или несколькими соответствующими оптимальными значениями одного или нескольких параметров технологического процесса, чтобы определить, какие параметры технологического процесса отклоняются от оптимальных значений и поэтому нуждаются в настройке. Упомянутые оптимальные значения одного или нескольких параметров технологического процесса могут определяться на основании архивных данных (т.е. данных о качестве и технологическом процессе), хранящихся в базе архивных данных, или на основании обученного алгоритма машинного обучения, и/или они могут храниться в базе архивных данных или базе данных машинного обучения. Что касается первого варианта, упомянутые архивные данные могут содержать данные, основанные на измерениях вне линии и/или данные, основанные на предыдущих предварительных оценках качества, выполненных вычислительной системой. В некоторых вариантах осуществления оптимальные значения одного или нескольких параметров технологического процесса могут соответствовать просто значениям, которые ранее привели к (самому) высокому качеству оптоволоконного кабеля. Предварительно определенные соответствия между параметрами технологического процесса и параметрами управления могут содержаться в базе данных (например, в базе архивных данных, базе данных машинного обучения или базе данных PSU). На основании упомянутых предварительно определенных соответствий и оптимальных значений одного или нескольких параметров технологического процесса, нуждающихся в настройке, можно вычислять одно или несколько оптимальных значений одного или нескольких параметров управления (в блоке 404). Calculation of one or more optimal values for one or more control parameters in block 404 may include, first of all, comparing one or more controlled values of one or more process parameters with one or more corresponding optimal values of one or more process parameters to determine , which process parameters deviate from the optimal values and therefore need to be adjusted. Said optimal values for one or more process parameters may be determined based on historical data (i.e. quality and process data) stored in the archive database or based on a trained machine learning algorithm and/or they may be stored in the database. archival data or machine learning database. With respect to the first option, said archived data may contain data based on off-line measurements and/or data based on previous preliminary quality assessments made by the computing system. In some embodiments, the optimum values for one or more process parameters may simply correspond to the values that have previously resulted in the (highest) quality fiber optic cable. Predefined mappings between process parameters and control parameters may be contained in a database (eg, an archive database, a machine learning database, or a PSU database). Based on these predetermined matches and the optimal values of one or more process parameters in need of tuning, one or more optimal values of one or more control parameters can be calculated (at block 404).
В качестве альтернативного варианта вычисление в блоке 404 может осуществляться с использованием предварительно определенного алгоритма, принимающего в качестве входного параметра по меньшей мере одно или несколько контролируемых значений параметров технологического процесса (и, возможно, одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества и/или контролируемых параметров управления). Другими словами, предварительно определенный алгоритм, используемый в блоке 404, может соответствовать модели процесса , которая отражает внутренние механизмы процесса изготовления на линии вторичного покрытия и моделирует взаимоотношения (или связи или взаимодействия) между различными параметрами (т.е. по меньшей мере между различными параметрами управления и параметром технологического процесса). Предварительно определенный алгоритм может храниться, например, в базе данных машинного обучения или другой памяти, или базе данных, подсоединенной к или входящей в состав вычислительной системы. Предварительно определенный алгоритм может создаваться или строиться, используя знание технологии изготовления, и путем анализа данных, выработанных упомянутой технологией изготовления (например, параметров технологического процесса и/или параметров управления). Упомянутый предварительно определенный алгоритм может создаваться, например, на основе архивных данных, хранящихся в базе архивных данных, контролируемых параметров технологического процесса, контролируемых параметров управления и/или упомянутых предварительно определенных соответствий (при наличии таковых). В некоторых вариантах осуществления при создании предварительно определенного алгоритма может также или в качестве альтернативы использоваться обученный алгоритм машинного обучения. Упомянутый предварительно определенный алгоритм может использовать обученный алгоритм машинного обучения при вычислениях блока 404. В других вариантах осуществления упомянутый предварительно определенный алгоритм может содержать обученный алгоритм машинного обучения или соответствовать ему. Другими словами, в некоторых вариантах осуществления может быть предусмотрен отдельный предварительно определенный алгоритм, соединяющий параметры управления не только с параметрами технологического процесса,, но также и с метрическими показателями качества. В этих вариантах осуществления предварительно определенный алгоритм, используемый в блоке 404, может быть таким же, что и алгоритм машинного обучения, описанный выше.Alternatively, the calculation in block 404 may be performed using a predefined algorithm that takes as an input parameter at least one or more controlled values of process parameters (and, optionally, one or more expected values of one or more quality metrics and/or or controlled control parameters). In other words, the predefined algorithm used at block 404 may correspond to a process model that reflects the internal mechanisms of the manufacturing process on the secondary coating line and models the relationships (or relationships or interactions) between various parameters (i.e., at least between different parameters control and process parameter). The predetermined algorithm may be stored, for example, in a machine learning database or other memory or database connected to or included in the computing system. The predetermined algorithm may be created or built using knowledge of the manufacturing technology and by analyzing data generated by said manufacturing technology (eg, process parameters and/or control parameters). Said predefined algorithm may be generated, for example, based on archived data stored in the archived database, controlled process parameters, controlled control parameters and/or said predefined correspondences (if any). In some embodiments, a trained machine learning algorithm may also or alternatively be used to create the predefined algorithm. Said predefined algorithm may use the trained machine learning algorithm in block 404 calculations. In other embodiments, said predefined algorithm may comprise or correspond to the trained machine learning algorithm. In other words, in some embodiments, a separate predefined algorithm may be provided connecting control parameters not only to process parameters, but also to quality metrics. In these embodiments, the predefined algorithm used in block 404 may be the same as the machine learning algorithm described above.
Вычислительная система инициирует в блоке 405 настройку в ходе контроля в реальном времени одного или нескольких параметров управления линии вторичного покрытия, чтобы обеспечить соответствие с одним или несколькими оптимальными значениями одного или нескольких параметров управления (или по меньшей мере уменьшить разницу между одним или несколькими оптимальными значениями и одним или несколькими текущими значениями одного или нескольких параметров управления). Инициирование настройки может включать передачу данных управления для настройки одного или нескольких параметров управления в PSU, которое в свою очередь перенаправляет упомянутые данные управления в автоматизированную систему ПЛК, которая настраивает работу одного или нескольких приводов, приводящих в действие линию вторичного покрытия (и, возможно, работу других элементов линии вторичного покрытия) соответственно. В данном конкретном варианте осуществления настройка параметров управления может быть полностью автоматизирована, а следовательно, отсутствует необходимость в отдельном устройстве пользователя для управления линией вторичного покрытия.The computing system initiates, at block 405, tuning during real-time monitoring of one or more control parameters of the secondary coverage line to match one or more optimal values of one or more control parameters (or at least reduce the difference between one or more optimal values and one or more current values of one or more control parameters). Tuning initiation may include sending control data to set one or more control parameters to the PSU, which in turn forwards said control data to a PLC automation system that adjusts the operation of one or more actuators driving the secondary coating line (and possibly the operation other elements of the secondary coating line) respectively. In this particular embodiment, the setting of control parameters can be fully automated, and therefore there is no need for a separate user device to control the recoating line.
Варианты осуществления, изображенные на Фиг. 2 и 4, могут также быть объединены так, чтобы вычислительная система выдавала между блоками 404, 405 или непосредственно в следующем блоке 405 по меньшей мере одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества в устройство пользователя, как описано в отношении блока 204, показанного на Фиг. 2. Любые дополнительные признаки, описанные в отношении блока 204, показанного на Фиг. 2, также могут быть применены в данном случае.The embodiments shown in FIG. 2 and 4 may also be combined such that the computing system provides, between blocks 404, 405, or immediately following block 405, at least one or more expected values of one or more performance metrics to the user device, as described in relation to block 204, shown in FIG. 2. Any additional features described with respect to block 204 shown in FIG. 2 can also be applied in this case.
В некоторых вариантах осуществления действия, относящиеся к блокам 404, 405 могут выполняться только в том случае, если вычислительной системой определено, что по меньшей мере одно или несколько ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества (вычисляемых в блоке 403) опускается ниже по меньшей мере одного соответствующего предварительного определенного порога для соответствующего по меньшей мере одного метрического показателя качества, т.е., если выясняется, что качество изготавливаемого оптоволоконного кабеля достаточно низкое. In some embodiments, the actions related to blocks 404, 405 may be performed only if the computing system determines that at least one or more expected values of one or more performance metrics (calculated in block 403) fall below at least one respective predetermined threshold for the respective at least one quality metric, i.e., if the quality of the manufactured fiber optic cable is found to be sufficiently poor.
В варианте осуществления, изображенном на Фиг. 4, настройка параметров управления полностью автоматическая и не требует обратной связи от пользователя. Однако, в некоторых случаях, предоставление пользователю возможности принимать окончательное решение по любым изменениям в параметрах управления линии вторичного покрытия может быть полезным, например, для повышения безопасности и обеспечения высокого качества продукции. На Фиг. 5 показана схема передачи сигналов в соответствии с вариантами осуществления для обеспечения упомянутой возможности принятия решений, определяемой пользователем. Точнее, на Фиг. 5 показана схема передачи сигналов между вычислительной системой, устройством пользователя, PSU и автоматизированной системой ПЛК, которые представляют собой соответствующие элементы, показанные на Фиг. 1. Вычислительная система, показанная на Фиг. 5, может соответствовать любому объекту, описанному в отношении Фиг. 2 как выполняющему процесс, изображенный на Фиг. 2 (например, вычислительной системе или определенному вычислительному устройству, входящему в ее состав). Как правило, процесс, изображенный на Фиг. 5, соответствует в значительной степени процессам, изображенным на Фиг. 2 и/или Фиг. 4. Любые определения, данные в отношении Фиг. 2 и/или 4, применимы или могут быть совмещены с процессом, изображенным на Фиг. 5 (если не указано иное).In the embodiment depicted in FIG. 4, the setting of control parameters is fully automatic and does not require feedback from the user. However, in some cases, allowing the user to make the final decision on any changes to the control parameters of the secondary coating line can be useful, for example, to improve safety and ensure high product quality. On FIG. 5 shows a signaling scheme in accordance with embodiments for providing said user-defined decision capability. More precisely, in Fig. 5 shows a diagram of the signaling between the computer system, the user device, the PSU, and the PLC automation system, which are the corresponding elements shown in FIG. 1. The computing system shown in FIG. 5 may correspond to any object described with respect to FIG. 2 as executing the process shown in FIG. 2 (for example, a computing system or a specific computing device that is part of it). Typically, the process depicted in FIG. 5 corresponds to a large extent to the processes depicted in FIG. 2 and/or FIG. 4. Any definitions given in relation to FIG. 2 and/or 4 are applicable or can be combined with the process depicted in FIG. 5 (unless otherwise noted).
Со ссылкой на Фиг. 5 начальные блоки 501–504 могут полностью соответствовать блокам 401–404, изображенным на Фиг. 4. Таким образом, действия, относящиеся к упомянутым блокам, здесь не описаны для краткости изложения. Вместо этого основное внимание в описании уделено дополнительным/альтернативным признакам, представленным на Фиг. 5 в виде элементов 505–513.With reference to FIG. 5, the initial blocks 501-504 may fully correspond to the blocks 401-404 shown in FIG. 4. Thus, the actions related to the mentioned blocks are not described here for the sake of brevity. Instead, the focus of the description is on the additional/alternative features shown in FIG. 5 as elements 505-513.
На Фиг. 5 после того, как вычислительная система вычислит в блоке 504 одно или несколько оптимальных значений для одного или нескольких параметров управления так, чтобы улучшить качество изготавливаемого оптоволоконного кабеля, вычислительная система инициирует выведение на экран устройства пользователя запроса на изменение одного или нескольких текущих значений одного или нескольких параметров управления для приведения в соответствие с одним или несколькими оптимальными значениями для одного или нескольких параметров управления. Точнее говоря, инициирование выведения на экран может включать передачу на устройство пользователя в сообщении 505 данные управления для отображения на экране упомянутого запроса. После получения данных управления в блоке 506 устройство пользователя отображает в блоке 507 упомянутый запрос. Запрос здесь может определяться как вопрос или утверждение, которое появляется на экране, и которое может указывать пользователю доступные для выбора варианты (в данном случае по меньшей мере варианты изменить параметры управления и не изменить параметры управления). Таким образом оператор должен утверждать любые настройки параметров управления.On FIG. 5 after the computing system calculates in
После получения в блоке 508 положительной команды пользователя, утверждающей настройку(и) одного или нескольких параметров управления, предложенных запросом через пользовательское устройство ввода устройства пользователя, устройство пользователя передает на PSU в сообщении 509 данные управления для настройки одного или нескольких параметров управления. Вследствие этого, после получения данных управления в блоке 510 PSU передает (или перенаправляет) в сообщении 511 упомянутые данные управления для настройки одного или нескольких параметров управления в автоматизированную систему ПЛК. В некоторых вариантах осуществления PSU также может помещать данные управления в базу данных PSU для хранения.Upon receipt, at block 508, of a positive user command authorizing the setting(s) of one or more control parameters proposed by the request via the user device's user input device, the user device sends control data to the PSU in message 509 for setting the one or more control parameters. Therefore, after receiving the control data in block 510, the PSU transmits (or redirects) in the message 511 said control data to set one or more control parameters to the PLC automation system. In some embodiments, the PSU may also place control data in the PSU database for storage.
В ответ на получение данных управления в блоке 512 автоматизированная система ПЛК настраивает в блоке 513 один или несколько параметров управления в соответствии с данными управления.In response to receiving the control data in block 512, the PLC automation system sets one or more control parameters in block 513 in accordance with the control data.
В некоторых альтернативных вариантах осуществления вычислительная система может инициировать выведение на экран устройства пользователя вместо запроса просто одно или несколько оптимальных значений одного или нескольких параметров управления и также дополнительно текущие значения для одного или нескольких параметров управления. В таких вариантах осуществления пользователю может не предоставляться вариант быстрого изменения одного или нескольких параметров управления для приведения в соответствие с оптимальными значениями, но вместо этого пользователю может потребоваться вручную установить параметры управления с помощью устройства пользователя (используя специальное приложение для управления линией вторичного покрытия).In some alternative embodiments, the computing system may cause the user's device to display, instead of prompting, simply one or more optimal values for one or more control parameters and also additionally current values for one or more control parameters. In such embodiments, the user may not be given the option to quickly change one or more control parameters to match the optimal values, but instead the user may be required to manually set the control parameters using the user's device (using a dedicated recoat line control application).
В некоторых вариантах осуществления вычислительная система может хранить в базе данных (например, в базе архивных данных, базе данных машинного обучения или базе данных PSU) один или несколько предварительно определенных списков действий (т.е. действий, касающихся настройки параметров управления), которые могут выполняться при выявлении отклонения определенного параметра технологического процесса. На основании упомянутых одного или нескольких предварительно определенных списков действий вычислительная система может инициировать выведение на экран устройства пользователя один или несколько вариантов настройки одного или нескольких параметров управления для улучшения качества оптоволоконного кабеля. Например, если обнаруживается, что значение стандартного отклонения крутящего момента двигателя намного выше, чем оптимальное значение, то вычислительная система может инициировать выведение на экран устройства пользователя информации об одном или нескольких вариантах действий, которые оператор может выполнить, чтобы уменьшить неустойчивость процесса, на которую указывает высокое стандартное отклонение.In some embodiments, the computing system may store in a database (for example, an archive database, a machine learning database, or a PSU database) one or more predefined lists of actions (i.e., actions regarding setting control parameters) that can be performed when a deviation of a certain process parameter is detected. Based on said one or more predefined lists of actions, the computing system may initiate displaying one or more options for setting one or more control parameters to improve the quality of the fiber optic cable on the user's device. For example, if the engine torque standard deviation value is found to be much higher than the optimum value, then the computing system may cause the user device to display information about one or more actions that the operator can take to reduce the instability of the process indicated by high standard deviation.
После того, как обучение алгоритма машинного обучения завершено (например, как описано в отношении Фиг. 3) и обученный алгоритм машинного обучения использовался в течение определенного времени для оценки качества изготавливаемого оптоволоконного кабеля, может быть полезным переобучить алгоритм машинного обучения, используя самые последние данные о качестве. На Фиг. 6A и 6B показаны два различных процесса проведения повторного обучения в соответствии с вариантами осуществления. Изображенные процессы (или только один из них) могут выполняться любым объектом, описанным в отношении Фиг. 2, как выполнение процесса, показанного на Фиг. 2, например, вычислительной системой для предварительной оценки качества оптоволоконного кабеля в ходе изготовления на линии вторичного покрытия или определенным вычислительным устройством, входящим в состав этой системы. Вычислительная система или определенное вычислительное устройство, входящее в ее состав, может быть выполнено с возможностью выполнения одного или обоих процессов, изображенных на Фиг. 6A и 6B. Например, процесс, показанный на Фиг. 6A, может выполняться периодически, используя первый период, процесс, показанный на Фиг. 6B, может выполняться периодически, используя второй период (предпочтительно намного больше, чем первый период), или только после получения запроса, например, от устройства пользователя.After the training of the machine learning algorithm is completed (for example, as described in relation to Fig. 3) and the trained machine learning algorithm has been used for a certain time to evaluate the quality of the manufactured fiber optic cable, it may be useful to retrain the machine learning algorithm using the latest data on quality. On FIG. 6A and 6B show two different retraining processes in accordance with embodiments. The processes depicted (or only one of them) may be performed by any of the entities described with respect to FIG. 2 as the execution of the process shown in FIG. 2, for example, by a computer system for a preliminary assessment of the quality of an optical fiber cable during manufacture on a secondary coating line, or by a certain computer device that is part of this system. The computing system, or the particular computing device included within it, may be configured to perform one or both of the processes depicted in FIG. 6A and 6B. For example, the process shown in Fig. 6A may be performed intermittently using the first period, the process shown in FIG. 6B may be performed periodically using a second period (preferably much longer than the first period), or only upon receipt of a request, for example, from the user's device.
Со ссылкой на Фиг. 6A, вычислительная система получает в блоке 601 один или несколько наборов архивных данных через внешний интерфейс вычислительной системы. Каждый набор архивных данных может быть аналогичен архивным данным, описанным в отношении вышеуказанных вариантов осуществления. Другими словами, каждый набор архивных данных содержит данные о качестве оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке, ранее изготовленного с использованием одной из линий вторичного покрытия (т.е. линии вторичного покрытия, изготавливающей оптоволоконный кабель, качество которого должно предварительно оцениваться вычислительной системой), и другой соответствующей линии вторичного покрытия (например, специальной эталонной линии вторичного покрытия) и данные технологического процесса этой же линии вторичного покрытия, полученные в ходе изготовления упомянутого оптоволоконного кабеля со свободной укладкой волокон в трубке. Здесь (аналогично вышеуказанным вариантам осуществления) данные о качестве содержат множество измеренных значений для одного или нескольких метрических показателей качества, а данные технологического процесса содержат множество измеренных значений для одного или нескольких параметров технологического процесса линии вторичного покрытия (или что то же самое, упомянутой другой соответствующей линии вторичного покрытия). Если упомянутый один или несколько наборов архивных данных состоит из множества наборов архивных данных, упомянутое множество наборов архивных данных может быть получено в блоке 601 как одиночная передача или как множество передач, получаемых периодически или время от времени. Что касается последнего варианта, любые новые архивные данные могут предаваться в вычислительную систему сразу же после того, как они становятся доступными, но получение одиночного набора не обязательно запускает какой-либо процесс повторного обучения. Вместо этого процесс повторного обучения, показанный на Фиг. 6A, может запускаться на основе таймера (например, спустя предварительно определенное время или период после первоначального обучения или последнего обновления) и/или на основе объема (новых) архивных данных, собранных вычислительной системой.With reference to FIG. 6A, the computing system receives, at block 601, one or more sets of archive data via an external interface of the computing system. Each set of archived data may be similar to the archived data described in relation to the above embodiments. In other words, each archived data set contains data on the quality of a loose-laid fiber optic cable previously manufactured using one of the secondary coating lines (i.e., a secondary coating line manufacturing fiber optic cable, the quality of which must be pre-evaluated by a computer system) , and another corresponding recoating line (for example, a special recoating reference line) and process data of the same recoating line obtained during the manufacture of said loose-tube fiber optic cable. Here (similar to the above embodiments), the quality data contains a plurality of measured values for one or more quality metrics, and the process data contains a plurality of measured values for one or more process parameters of the recoating line (or equivalently, mentioned other relevant secondary coating lines). If said one or more archive data sets are composed of a plurality of archive data sets, said plurality of archive data sets may be received at block 601 as a single transmission or as a plurality of transmissions received periodically or from time to time. With respect to the latter option, any new archive data can be committed to the computing system as soon as it becomes available, but receiving a single set does not necessarily trigger any retraining process. Instead, the relearning process shown in FIG. 6A may be triggered based on a timer (eg, after a predetermined time or period after the initial training or last update) and/or based on the amount of (new) historical data collected by the computing system.
После получения одного или каждого из нескольких наборов архивных данных в блоке 601, вычислительная система в блоке 602 помещает полученный набор архивных данных на хранение в базу данных вычислительной системы. В некоторых вариантах осуществления блок 602 можно пропустить.Upon receipt of one or each of the multiple archive data sets at block 601, the computing system, at block 602, stores the received archive data set in a database of the computing system. In some embodiments, block 602 may be omitted.
Вычислительная система создает в блоке 603 обновленный обученный алгоритм машинного обучения путем повторного обучения обученного алгоритма машинного обучения (хранящегося базе данных машинного обучения), используя упомянутые один или несколько наборов архивных данных. Другими словами, в данном варианте осуществления текущий обученный алгоритм машинного обучения используется в качестве отправной точки для повторного обучения. Таким образом можно далее провести тонкую настройку текущего обученного алгоритма машинного обучения, чтобы повысить точность предварительных оценок. Повторное обучение в блоке 603 может включать, например, если алгоритм машинного обучения основан на одной или нескольких нейронных сетях, настройку одного или нескольких значений одного или нескольких весовых коэффициентов упомянутых одной или нескольких нейронных сетей.The computing system generates, at block 603, an updated trained machine learning algorithm by retraining the trained machine learning algorithm (stored in the machine learning database) using the one or more historical data sets. In other words, in this embodiment, the currently trained machine learning algorithm is used as a starting point for retraining. In this way, the current trained machine learning algorithm can be further fine-tuned to improve the accuracy of the preliminary estimates. Retraining in block 603 may include, for example, if the machine learning algorithm is based on one or more neural networks, adjusting one or more values of one or more weight coefficients of said one or more neural networks.
После завершения повторного обучения и создания в блоке 603 обновленного обученного алгоритма машинного обучения вычислительное устройство в блоке 604 помещает обновленный обученный алгоритм машинного обучения на хранение в базу данных машинного обучения. Далее вычислительная система может использовать упомянутый обновленный обученный алгоритм машинного обучения для предварительной оценки качества (например, в соответствии с любым из вышеуказанных вариантов осуществления). В изображенном варианте осуществления предполагается, что обновление обученного алгоритма машинного обучения повторяется сразу после получения нового набора(ов) архивных данных (как описано выше в отношении блока 601) и, таким образом, процесс переходит из блока 604 обратно в блок 601.After retraining is completed and the updated trained machine learning algorithm is generated in block 603, the computing device stores the updated trained machine learning algorithm in block 604 in a machine learning database. Further, the computing system may use said updated trained machine learning algorithm for preliminary quality assessment (eg, in accordance with any of the above embodiments). In the depicted embodiment, it is assumed that updating the trained machine learning algorithm is repeated immediately upon receipt of the new archive data set(s) (as described above with respect to block 601) and thus the process proceeds from block 604 back to block 601.
Со ссылкой на Фиг. 6B, действия, относящиеся к блокам 611, 612, 614, могут полностью соответствовать действиям, описанным выше в отношении блоков 601, 602, 604, показанных на Фиг. 6A, и поэтому здесь не повторяются для краткости изложения. Другими словами, различие между двумя изображенными процессами заключается исключительно (или преимущественно) в этапе обучения, изображенном в блоках 603, 613. Если блок 603, показанный на Фиг. 6A, относится к тонкой настройке текущего обученного алгоритма машинного обучения, то вычислительная система создает в блоке 613 обновленный обученный алгоритм машинного обучения путем инициализации нового алгоритма машинного обучения для вычисления ожидаемых значений одного или нескольких метрических показателей качества на основании значений одного или нескольких параметров технологического процесса и обучает этот новый алгоритм машинного обучения, используя по меньшей мере один или несколько наборов архивных данных (возможно, также используя другие архивные данные, хранящиеся в базе архивных данных). Другими словами, обучение фактически перезапускается «с нуля». Таким образом, создание обновленного обученного алгоритма машинного обучения в блоке 613 может осуществляться аналогичным образом, как описано для изначального создания обученного алгоритма машинного обучения, т.е., как описано в отношении блока 303, показанного на Фиг. 3 (хотя, разумеется, с использованием другого набора или наборов архивных данных в качестве входного параметра). Такой тип обновления алгоритма машинного обучения может позволить вносить более значительные изменения в алгоритм машинного обучения по сравнению с процессом в блоке 603, показанным на Фиг. 6A. Например, процесс, показанный на Фиг. 6B, может привести к тому, что у обновленного обученного алгоритма машинного обучения будет другая топология (например, другая топология для одной или нескольких нейронных сетей) по сравнению с предыдущим обученным алгоритмом машинного обучения, в отличие от, например, вызывания изменений только в весовых коэффициентах одной или нескольких нейронных сетей. Таким образом, если выяснится, что предварительные оценки, выданные обученным алгоритмом машинного обучения, более ненадежны, даже несмотря на периодические попытки повторного обучения в соответствии с Фиг. 6A, процесс, показанный на Фиг. 6B, может выполняться так, чтобы создать реструктурированный обученный алгоритм машинного обучения, который более подходит для предварительной оценки качества оптоволоконного кабеля, изготавливаемого в данный момент на линии вторичного покрытия. В варианте осуществления, изображенном на Фиг. 6B, в отличие от варианта осуществления, изображенном на Фиг. 6A, предполагается, что создание нового обученного алгоритма машинного обучения не повторяется автоматически (т.е. этот процесс прекращается в блоке 614).With reference to FIG. 6B, the actions related to blocks 611, 612, 614 may be exactly the same as those described above with respect to blocks 601, 602, 604 shown in FIG. 6A and are therefore not repeated here for the sake of brevity. In other words, the difference between the two depicted processes lies solely (or predominantly) in the training step depicted in blocks 603, 613. If block 603 shown in FIG. 6A relates to fine-tuning the currently trained machine learning algorithm, the computing system generates, at block 613, an updated trained machine learning algorithm by initializing a new machine learning algorithm to compute expected values of one or more performance metrics based on the values of one or more process parameters, and trains this new machine learning algorithm using at least one or more archived datasets (possibly also using other archived data stored in the archived database). In other words, learning is actually restarted from scratch. Thus, the creation of the updated trained machine learning algorithm in block 613 may proceed in a similar manner as described for the original creation of the trained machine learning algorithm, i.e., as described in relation to block 303 shown in FIG. 3 (although, of course, using a different set or sets of archived data as an input parameter). This type of machine learning algorithm update may allow more significant changes to the machine learning algorithm compared to the process at block 603 shown in FIG. 6A. For example, the process shown in Fig. 6B may cause the updated trained machine learning algorithm to have a different topology (e.g., a different topology for one or more neural networks) compared to the previous trained machine learning algorithm, as opposed to, for example, causing changes only in the weights one or more neural networks. Thus, if it turns out that the preliminary estimates produced by the trained machine learning algorithm are no longer reliable, even despite periodic retraining attempts in accordance with FIG. 6A, the process shown in FIG. 6B may be performed to generate a restructured trained machine learning algorithm that is more suitable for pre-qualification of the fiber optic cable currently being manufactured on the secondary coating line. In the embodiment depicted in FIG. 6B, unlike the embodiment shown in FIG. 6A, it is assumed that the creation of a new trained machine learning algorithm is not automatically repeated (ie, this process terminates at block 614).
Повторное обучение, выполняемое вычислительной системой в соответствии с Фиг. 6A и/или 6B, может осуществляться в ручном, полуавтоматическом или полностью автоматическом режиме. В большинстве случаев вычислительная система может выполнять повторное обучение в полуавтоматическом режиме, это означает, что архивные данные (содержащие соответствующие данные о качестве и данные технологического процесса), полученные в результате измерений вне линии, собираются непрерывно, но обученная модель машинного обучения обучается повторно в соответствии с Фиг. 6A и/или 6B периодически или по необходимости. Инициирование повторного обучения по необходимости может включать, например, инициирование повторного обучения после получения запроса устройством пользователя, где устройство пользователя может передавать упомянутый запрос после получения предварительно определенной команды пользователя через пользовательское устройство ввода устройства пользователя. В качестве альтернативы вычислительная система может быть запрограммирована на полностью автоматический режим так, что обученный алгоритм машинного обучения обновляется, например, раз в неделю, используя все новые имеющиеся архивные данные (т.е. все данные, собранные с момента последнего обновления). Характер производства оптоволоконного кабеля с использование линии вторичного покрытия таков, что замены катушек и остановки линии происходят несколько раз в течение дня. Эти остановки или перерывы в производственном процессе можно использовать для загрузки обновленной модели машинного обучения для использования (и, возможно, также для создания обновленного обученного алгоритма машинного обучения).The retraining performed by the computing system in accordance with FIG. 6A and/or 6B may be carried out in manual, semi-automatic or fully automatic mode. In most cases, the computer system can perform semi-automated retraining, which means that the historical data (containing the relevant quality and process data) obtained from off-line measurements is collected continuously, but the trained machine learning model is retrained according to with Fig. 6A and/or 6B periodically or as needed. Initiating relearning on demand may include, for example, initiating relearning upon receipt of a request by the user device, where the user device may transmit said request upon receipt of a predetermined user command via the user device's user input device. Alternatively, the computing system may be programmed to be fully automatic such that the trained machine learning algorithm is updated, for example, once a week using all the new archive data available (i.e., all data collected since the last update). The nature of fiber optic cable production using a secondary coating line is such that spool changes and line shutdowns occur several times a day. These stops or breaks in the production process can be used to download an updated machine learning model for use (and possibly also to create an updated trained machine learning algorithm).
Обучение и/или повторное обучение вычислительной системы в соответствии с вариантами осуществления может быть контролируемым или неконтролируемым. При контролируемом обучении набор архивных данных (содержащий данные о качестве и данные технологического процесса) используется для обучения алгоритма машинного обучения с целью получения нужного результата вычисления, используя определенные данные технологического процесса в качестве входного параметра. При неконтролируемом обучении вычислительная система сама пытается распределить данные на определенное количество групп признаков. Группы признаков могут или не могут соответствовать вышеупомянутым категориям качества, которые могут быть известны пользователю. Данные о качестве могут использоваться для того, чтобы проверить, насколько хорошо неконтролируемому обучению удается дифференцировать группы признаков, но они не используются интенсивно в машинном обучении. Например, многослойные перцептроны могут обучаться контролируемым образом, тогда как обучение самоорганизующихся карт может быть неконтролируемым.Training and/or retraining of a computing system in accordance with embodiments may be supervised or unsupervised. In supervised learning, a historical dataset (containing quality and process data) is used to train a machine learning algorithm to produce a desired calculation result using certain process data as an input parameter. With unsupervised learning, the computing system itself tries to distribute the data into a certain number of feature groups. Feature groups may or may not correspond to the above quality categories, which may be known to the user. Quality data can be used to test how well unsupervised learning can differentiate feature groups, but it is not used extensively in machine learning. For example, multilayer perceptrons can be trained in a supervised way, while self-organizing maps can be trained in an unsupervised way.
На Фиг. 7 показано устройство 701, выполненное с возможностью выполнения функций, описанных выше применительно к вычислительной системе, такой как вычислительное устройство 117, показанное на Фиг. 1, или применительно к вычислительному устройству, такому как первое вычислительное устройство 111 вычислительной системы 117 на Фиг. 1. Это устройство может быть электронным устройством, содержащим электронные схемы. Это устройство может быть отдельным (сетевым) объектом или множеством отдельных объектов. Это устройство может содержать схему управления 720 такую, чтобы по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одна память 730, включая код компьютерной программы (программное обеспечение) 731, в которой сконфигурированы по меньшей мере одна память и код компьютерной программы (программное обеспечение), с по меньшей мере одним процессором обеспечивали выполнение этим устройством любого из вышеописанных вариантов осуществления вычислительной системы.On FIG. 7 shows an
Память 730 может содержать по меньшей мере одну базу данных 732. Упомянутая по меньшей мере одна база данных 732 может содержать по меньшей мере базу данных машинного обучения и/или базу архивных данных, как описано в отношении вышеуказанных вариантов осуществления. В других вариантах осуществления одна или несколько баз данных машинного обучения и база архивных данных, как описано в отношении вариантов осуществления, могут быть внешними базами данных или серверами баз данных, к которым устройство 701 имеет доступ через интерфейсы связи 710. Память 730 также может содержать другие базы данных (например, базу данных для хранения по меньшей мере контролируемых параметров технологического процесса), которые могут или не могут быть связаны с описанными функциональными возможностями предварительной оценки качества в соответствии с вариантами осуществления.Memory 730 may include at least one database 732. Said at least one database 732 may comprise at least a machine learning database and/or an archive database as described in relation to the above embodiments. In other embodiments, the one or more machine learning databases and the archive database, as described in relation to the embodiments, may be external databases or database servers that the
Со ссылкой на Фиг. 7, схема управления 720 может содержать схему машинного обучения 721, выполненную с возможностью обеспечения функциональными возможностями устройства для предварительной оценки качества (или точнее, одного или нескольких метрических показателей качества) изготавливаемого оптоволоконного кабеля (со свободной укладкой волокон в трубке) и дополнительно для передачи результатов предварительной оценки качества на устройство пользователя в соответствии с любым из представленных вариантов осуществления. В некоторых случаях схема машинного обучения 721 также может быть выполнена с возможностью инициирования настройки одного или нескольких параметров управления линии вторичного покрытия. Например, схема машинного обучения 721 может быть выполнена с возможностью осуществления по меньшей мере некоторых из процессов, показанных на Фиг. 1–4, 6A и 6B и/или некоторых из процессов, выполняемых вычислительной системой на Фиг. 5. В некоторых других вариантах осуществления схема управления 720 может быть разделена на две и более отдельных схем.With reference to FIG. 7, the control circuit 720 may include a machine learning circuit 721 configured to provide device functionality to pre-assess the quality (or more specifically, one or more quality metrics) of a manufactured (loose-laid) fiber optic cable and additionally to communicate the results. preliminary quality assessment on the user's device in accordance with any of the presented embodiments. In some cases, the machine learning circuit 721 may also be configured to trigger the adjustment of one or more secondary coverage line control parameters. For example, machine learning circuit 721 may be configured to perform at least some of the processes shown in FIG. 1-4, 6A and 6B and/or some of the processes performed by the computing system in FIG. 5. In some other embodiments, the control circuit 720 may be divided into two or more separate circuits.
Устройство 701 также может содержать интерфейсы (связи) 710, содержащие аппаратное и/или программное обеспечение для реализации возможности установления соединения для передачи данных в соответствии с одним или несколькими протоколами передачи данных. Интерфейс связи может обеспечивать устройство возможностями обмена данными для обмена данными, например, с одним или несколькими устройствами пользователя, устройством контроля над технологическим процессом линии вторичного покрытия и/или одной или несколькими внешними базами данных или серверами баз данных. Один или несколько интерфейсов связи 710 могут обеспечивать устройство 701 возможностями обмена данными для обмена данными в сотовой системе связи и установления связи с одним или несколькими сетевыми узлами и одним или несколькими оконечными устройствами.The
Интерфейс связи может 710 может содержать стандартные общеизвестные компоненты, например усилитель, фильтр, преобразователь частоты, (де)модулятор, схемы кодера/декодера и одну или несколько антенн. The communication interface may 710 may comprise standard well known components such as an amplifier, filter, frequency converter, (de)modulator, encoder/decoder circuitry, and one or more antennas.
Память 730 устройства 701, описанного в отношении Фиг. 7, может быть реализована, используя любую подходящую технологию хранения данных, например, полупроводниковые запоминающие устройства, флэш-память, магнитные запоминающие устройства и системы, оптические запоминающие устройства и системы, постоянное запоминающее устройство и съемное запоминающее устройство.The memory 730 of the
В настоящей заявке термин «схема» может обозначать одно или несколько из следующего: (a) реализации только аппаратной схемы (например, реализации только в аналоговой и/или цифровой схеме) и (б) комбинации аппаратных схем и программного обеспечения, например (если применимо): (i) комбинация аналоговой и/или цифровой аппаратной схемы с программным обеспечением/программно-аппаратным обеспечением и (ii) любые части аппаратного процессора(ов) с программным обеспечением (включая цифровой сигнальный процессор(ы)), программное обеспечение, и память(и), которые работают вместе, чтобы побудить устройство, такое как мобильный телефон или сервер, выполнять различные функции) и (в) аппаратная схема(ы) и/или процессор(s), например, микропроцессор(ы) или часть микропроцессора(ов), которая нуждается в программном обеспечении (например, программно-аппаратное обеспечение) для работы, но программное обеспечение может отсутствовать, если оно не требуется для работы.As used herein, the term "circuit" may refer to one or more of the following: (a) implementations of hardware circuitry only (e.g., implementations in analog and/or digital circuitry only) and (b) a combination of hardware circuits and software, for example (if applicable ): (i) a combination of analog and/or digital hardware circuitry with software/firmware and (ii) any parts of the hardware processor(s) with software (including digital signal processor(s)), software, and memory (i) that work together to cause a device such as a mobile phone or a server to perform various functions) and (c) hardware circuit(s) and/or processor(s), such as a microprocessor(s) or part of a microprocessor( s) that needs software (such as firmware) to operate, but may not have software if it is not required to operate.
Такое определение схемы применимо ко всем случаям использования данного термина в данной заявке, включая любые пункты формулы изобретения. В качестве дополнительного примера, используемого в данной заявке, термин «схема» также охватывает реализацию просто аппаратной схемы или процессора (или нескольких процессоров) или части аппаратной схемы или процессора и его (или их) сопровождающего программного обеспечения и/или программно-аппаратного обеспечения. Термин «схема» также охватывает, например, и если применимо к определенному элементу пункта формулы изобретения, интегральную схему групповых сигналов или интегральную схему процессора для мобильного устройства или аналогичной интегральной схемы в сервере, сотовое сетевое устройство или другое вычислительное или сетевое устройство.This definition of schema applies to all uses of the term in this application, including any claims. As a further example, used in this application, the term "circuit" also covers the implementation of simply a hardware circuit or a processor (or several processors), or a part of a hardware circuit or a processor and its (or their) accompanying software and/or firmware. The term "circuitry" also encompasses, for example, and when applicable to a particular claim element, a baseband or processor integrated circuit for a mobile device or a similar integrated circuit in a server, a cellular network device, or other computing or network device.
В варианте осуществления, по меньшей мере некоторые из процессов, описанных применительно к Фиг. 2–5, 6A и 6B могут осуществляться устройством, содержащим соответствующие средства для выполнения по меньшей мере некоторых из описанных процессов. Некоторые типовые средства для выполнения процессов могут включать по меньшей мере одно из следующего: детектор, процессор (включая двухъядерные процессоры и процессоры с большим количеством ядер), микропроцессор, цифровой сигнальный процессор (DSP), контроллер, микроконтроллер, приемник, передатчик, кодер, декодер, память, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), программное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение, дисплей, пользовательский интерфейс, схема дисплея, схема пользовательского интерфейса, программное обеспечение пользовательского интерфейса, программное обеспечение дисплея, схема, антенна, схема антенны, специализированная интегральная схема (ASIC), устройство цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемое логическое устройство (PLD) и программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA). Что касается программно-аппаратного обеспечения или программного обеспечения, реализации в соответствии с вариантами осуществления могут осуществляться с применением модулей по меньшей мере одного набора микросхем (процедуры, функции и т.д.), которые выполняют описанные здесь функции. Коды программного обеспечения могут храниться в запоминающем устройстве и выполняться процессорами. Запоминающее устройство может быть реализовано внутри процессора или снаружи процессора. В последнем случае оно может быть соединено с возможностью связи с процессором с помощью различных средств, известных из уровня техники. В варианте осуществления, по меньшей мере один процессор, память и код компьютерной программы образуют средство обработки или содержат один или несколько частей кода компьютерной программы для выполнения одной или нескольких операций в соответствии с любым из вариантов осуществления, показанных на Фиг. 2–5, 6A и 6B, или их операций. In an embodiment, at least some of the processes described in connection with FIG. 2-5, 6A and 6B may be carried out by a device containing appropriate means for performing at least some of the described processes. Some exemplary means for executing processes may include at least one of the following: detector, processor (including dual-core processors and processors with multiple cores), microprocessor, digital signal processor (DSP), controller, microcontroller, receiver, transmitter, encoder, decoder , memory, random access memory (RAM), read only memory (ROM), software, firmware, display, user interface, display circuit, user interface circuit, user interface software, display software, circuit, antenna, antenna circuitry, application specific integrated circuit (ASIC), digital signal processing device (DSPD), programmable logic device (PLD), and field programmable gate array (FPGA). With respect to firmware or software, implementations in accordance with embodiments may be implemented using modules of at least one chipset (procedures, functions, etc.) that perform the functions described here. The software codes may be stored in a storage device and executed by processors. The storage device may be implemented within the processor or external to the processor. In the latter case, it may be communicatively coupled to the processor by various means known in the art. In an embodiment, the at least one processor, memory, and computer program code form processing means or comprise one or more computer program code portions for performing one or more operations in accordance with any of the embodiments shown in FIG. 2–5, 6A and 6B, or operations thereof.
Варианты осуществления согласно описанию также могут выполняться в виде вычислительных процессов, определяемых компьютерной программой или ее частями. Варианты осуществления способов, описанных применительно к Фиг. 2–5, 6A и 6B, могут осуществляться путем выполнения по меньшей мере одной части компьютерной программы, содержащей соответствующие инструкции. Компьютерная программа может быть в виде исходного кода, объектного кода или какой-либо промежуточной формы, и она может храниться на своего рода носителе, которым может быть любой объект или устройство, способное содержать программу. Например, компьютерная программа может храниться на распространяемом носителе компьютерных программ, считываемом компьютером или процессором. Носителем компьютерных программ может быть, например, помимо прочего, носитель записи, память вычислительной машины, постоянное запоминающее устройство, электрический несущий сигнал, телекоммуникационный сигнал и пакет распределения программного обеспечения. Носителем компьютерных программ может быть энергонезависимый носитель. Кодирование программного обеспечения для выполнения вариантов осуществления, как показано и описано, находится в пределах понимания специалистом в области техники.Embodiments as described may also be performed as computational processes defined by a computer program or portions thereof. Embodiments of the methods described in connection with FIG. 2-5, 6A and 6B may be accomplished by executing at least one portion of a computer program containing appropriate instructions. A computer program may be in source code, object code, or some intermediate form, and it may be stored on a medium of some sort, which may be any object or device capable of containing the program. For example, the computer program may be stored on a distributable computer program medium that is readable by a computer or processor. A computer program medium can be, for example, but not limited to, a recording medium, a computer memory, a read only memory, an electrical carrier signal, a telecommunications signal, and a software distribution package. The medium for the computer programs may be a non-volatile medium. The software coding for executing the embodiments as shown and described is within the comprehension of one skilled in the art.
Несмотря на то, что данное изобретение было описано выше со ссылкой на пример в соответствии с сопроводительными чертежами, понятно, что это изобретение им не ограничивается и может быть модифицировано несколькими способами в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, все слова и выражения следует толковать расширительно, и они призваны иллюстрировать, а не ограничивать вариант осуществления. Специалисту в данной области техники очевидно, что по мере развития технологии концепция изобретения может реализовываться разными способами. Кроме того, специалисту в данной области техники очевидно, что описанные варианты осуществления могут, но не обязательно, комбинироваться с другими вариантами осуществления разными способами.While the invention has been described above with reference to an example in accordance with the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited thereto and may be modified in several ways within the scope of the appended claims. Thus, all words and expressions should be interpreted broadly and are intended to be illustrative and not restrictive of an embodiment. One skilled in the art will appreciate that as technology advances, the concept of the invention may be implemented in a variety of ways. In addition, one skilled in the art will appreciate that the described embodiments may, but need not, be combined with other embodiments in various ways.
Специалисту в данной области техники очевидно, что по мере развития технологии концепция изобретения может реализовываться разными способами. Изобретение и его варианты осуществления не ограничены описанными выше примерами, но могут быть изменены в пределах объема формулы изобретения.One skilled in the art will appreciate that as technology advances, the concept of the invention may be implemented in a variety of ways. The invention and its embodiments are not limited to the examples described above, but may be varied within the scope of the claims.
Claims (47)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20195790 | 2019-09-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798082C1 true RU2798082C1 (en) | 2023-06-15 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040052457A1 (en) * | 2001-07-26 | 2004-03-18 | Paul Lefebvre | Reel to reel manufacturing line |
US20130178953A1 (en) * | 2010-06-28 | 2013-07-11 | Precitec Itm Gmbh | Method for controlling a laser processing operation by means of a reinforcement learning agent and laser material processing head using the same |
US20170032281A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Illinois Tool Works Inc. | System and Method to Facilitate Welding Software as a Service |
CN109462125A (en) * | 2018-08-21 | 2019-03-12 | 国网浙江嘉善县供电有限公司 | The management information system of mounting cable numerical control production lathe |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040052457A1 (en) * | 2001-07-26 | 2004-03-18 | Paul Lefebvre | Reel to reel manufacturing line |
US20130178953A1 (en) * | 2010-06-28 | 2013-07-11 | Precitec Itm Gmbh | Method for controlling a laser processing operation by means of a reinforcement learning agent and laser material processing head using the same |
US20170032281A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Illinois Tool Works Inc. | System and Method to Facilitate Welding Software as a Service |
CN109462125A (en) * | 2018-08-21 | 2019-03-12 | 国网浙江嘉善县供电有限公司 | The management information system of mounting cable numerical control production lathe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI761938B (en) | Machine-learning-based quality prediction of manufactured fiber optic cable | |
US11709483B2 (en) | Predictive process control for a manufacturing process | |
KR102414080B1 (en) | System and method for predicting cable failure through trend analysis | |
CN110780648B (en) | Continuous winding glass steel pipeline manufacturing system based on Internet of things | |
CN116582596B (en) | Data processing method and device and PLC data transmission system based on Internet of things | |
US11830091B2 (en) | Methods for production line electricity management based on an industrial internet of things, systems and storage mediums thereof | |
RU2798082C1 (en) | Preliminary assessment of the quality of a fibre optic cable based on machine learning during the manufacturing process | |
CN115860106A (en) | Intelligent transformer substation capacitor fault early warning method based on deep Q learning | |
CN115936060A (en) | Transformer substation capacitance temperature early warning method based on depth certainty strategy gradient | |
CN113422751A (en) | Streaming media processing method and device based on online reinforcement learning and electronic equipment | |
CN117014471A (en) | Engineering thing networking safety monitoring system based on artificial intelligence | |
KR20190099811A (en) | Method and apparatus for predicting time series signal using RNN | |
US20230266406A1 (en) | System and method for determining a cable wear status | |
Kozjek et al. | Multi-objective adjustment of remaining useful life predictions based on reinforcement learning | |
DE102008045840A1 (en) | Method for operating process-measuring point for determining e.g. process medium characteristics in chemical/technical process utilized for e.g. manufacturing of yoghurt, involves producing parameter set under application of classificator | |
CN116934050A (en) | Electric power intelligent scheduling system based on reinforcement learning | |
CN111948534A (en) | Generator state early warning method and system | |
CN116842440A (en) | Self-adaptive link switching method, system, equipment and medium based on context awareness | |
CN117764424A (en) | Method and device for detecting production line, processor and electronic equipment | |
CN113904717B (en) | OTUk frame error probability prediction method and system for optical transport network | |
KR20220042687A (en) | Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN) | |
CN110532318A (en) | A kind of injection molding machine operating condition data analysis system based on more hidden layer neural networks | |
CN117877006B (en) | Instrument and meter data anomaly detection method based on data hybrid autonomous sharing | |
CN118701201A (en) | Electric vehicle health monitoring method and system based on chassis integration | |
Aleksanyan et al. | Infocommunication System Weakly Formalized Processes Intelligent Control Based on Fuzzy Logic |