WO2023083698A1 - Method and device for operating an injection molding machine by means of machine learning - Google Patents

Method and device for operating an injection molding machine by means of machine learning Download PDF

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WO2023083698A1
WO2023083698A1 PCT/EP2022/080727 EP2022080727W WO2023083698A1 WO 2023083698 A1 WO2023083698 A1 WO 2023083698A1 EP 2022080727 W EP2022080727 W EP 2022080727W WO 2023083698 A1 WO2023083698 A1 WO 2023083698A1
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injection molding
process parameters
result
determined
sim
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PCT/EP2022/080727
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Inventor
Alexander Kroschel
Marcus Hlavac
Andreas Michalowski
Stephanie Karg
Adina Kerstin Dais
Matthias Musialek
Attila Reiss
Paul Sebastian Baireuther
Patrick Ganter
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/766Measuring, controlling or regulating the setting or resetting of moulding conditions, e.g. before starting a cycle
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45244Injection molding

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an injection molding machine, a test stand, a computer program and a machine-readable storage medium.
  • Injection molding is an established and effective manufacturing process for manufacturing components of varying complexity from polymer materials (e.g. duroplastics, thermoplastics and elastomers). Due to the wide range of uses for components made of polymer materials (which are also referred to as "plastics") and the possibility of also producing components from different polymer materials (which is known, for example, as 2-component materials), the injection molding manufacturing process is widely used Industrial sectors strongly represented.
  • polymer materials e.g. duroplastics, thermoplastics and elastomers.
  • the object with the features of independent claim 1 has the advantage that process parameters of injection molding machines can be found with just a few experiments, by means of which a high quality of injection molding can be achieved.
  • the invention relates to the way in which an efficient and targeted optimization of the process parameters can be carried out.
  • the method of Bayesian optimization is used for this. This method can be used to find optima in unknown functions.
  • the functions are so-called cost functions.
  • a cost function K characterizes the quality of the process and/or the process result.
  • the cost function depends on one or more quality properties (features) q ; and is set up in such a way that it assumes an optimum (in this context the optimum is usually a minimum) if the quality properties reach certain target values (also called target values) or target intervals (also called target intervals) q i target specified by a user become.
  • target values also called target values
  • target intervals also called target intervals
  • the parameters Sj are specifiable scaling parameters.
  • process parameter sets (hereinafter also referred to as parameter sets for short) can be proposed for the next experiment by applying Bayesian optimization. After After carrying out the experiment, the resulting values of the quality criteria and thus the current cost function value can be determined and made available to the optimization process as a data point together with the set parameter set.
  • the Bayesian optimization method is suitable for finding that parameter set for a function that maps a one-dimensional or multi-dimensional parameter space to scalar values, which leads to an optimal function value.
  • the optimum is defined as the largest possible or alternatively also the smallest possible achievable value that the function values can assume.
  • the set of parameters is given by a specific set of process parameters; the associated function value can be determined using the cost function described above. In the case of the cost function, the lowest possible value is usually desirable.
  • Bayesian optimization consists of determining a mathematical model which, based on a given table of values, results in a prediction of the function value in the form of a probability distribution for each parameter set, in particular a prediction of the expected value and the variance of the function value, and an algorithmically formulated rule , for which parameter set a further function evaluation (here an Ex- periment) is to be carried out, which is based on the predictions of the mathematical model.
  • the mathematical models are advantageously Gaussian processes. These are advantageous because they can include existing (expert) knowledge and because they are suitable for describing noisy data and because test or simulation data that are already available can be fed in directly.
  • the mathematical basics of Bayesian optimization with Gaussian processes are presented below (however, other models, such as Bayesian linear regression, are of course also possible).
  • the prediction for the result of the function evaluation with a parameter set x N+1 is given by the expectation value, which in the Gaussian process is given by the mean value. and by the variance
  • C N means the covariance matrix, which is given by
  • the core function k(x n , x m ) describes the extent to which the result of the function evaluation with a parameter set x n still has an influence on the result of the function evaluation with a parameter set x m . Large values stand for a high influence, if the value is zero, there is no longer any influence.
  • the kernel function For the concrete
  • 0 O describes the scale on which the function values vary and 0 d describes the influence of the "distance" in the parameter space on the correlation of two function values for the parameter sets x n and x m .
  • Other core functions are possible.
  • the parameter set for the next experiment is selected for which the expected value for finding a function value is greater (or smaller, depending on the optimization goal) than the largest (or smallest, depending on the optimization goal) known function value from the previous N iterations so becomes maximum.
  • Such a function to be optimized is also referred to as an acquisition function.
  • Other acquisition functions are possible, for example a knowledge gradient or an entropy search.
  • the Gaussian process is updated with the new value pair from parameter set and function value until the optimization is aborted.
  • the optimization of the Gaussian process with a new test point and the associated new function value is done, for example, in such a way that the new pair of test point and function value is added to the test data already recorded, consisting of pairs of test points and function values, and the hyperparameters are adjusted in such a way that a likelihood of the test data is maximized.
  • process models With a process model that would perfectly represent the real experiment, every real experiment could be replaced by a simulation experiment. If the evaluation duration were shorter than the actual implementation, time saved in addition to effort. In general, however, the prediction accuracy of the process models is limited. They are often only valid in a part of the parameter space and/or describe only a subset of the process results, and do not take into account all physical effects and therefore produce results only within an uncertainty band. As a rule, process models can therefore not completely replace physical experiments, but only partially.
  • the process simulation models which can predict at least a subset of the relevant features with a known or estimated accuracy, are first called up for each iterative optimization step. If, based on the predicted process result, it can be ruled out with sufficient certainty within the scope of the prediction accuracy that the process result will be close to the target values, no real experiment is carried out. Rather, the results calculated with the process models are used as an alternative as an experimental result and the optimization process is continued.
  • the invention therefore relates to a computer-implemented method for operating an injection molding machine, wherein, depending on predetermined process parameters, in particular without controlling the injection molding machine, an estimated result of the injection molding is determined simulatively, which characterizes how well an actual result of the injection molding is these process parameters will be, and wherein the process parameters are varied by means of Bayesian optimization using a data-based model that is set up to estimate the result of the injection molding depending on the process parameters, until an actual result of the injection molding is sufficiently good.
  • Variables that characterize an estimated or actual result of the injection molding can characterize the product produced with the injection molding and/or the production process.
  • the value of the cost function can be determined as a function of how much the estimated or actual values deviate from target values that characterize a target result of the injection molding.
  • Bayesian optimization allows an optimum to be determined quickly in a specifiable parameter range without having to determine gradients. Finding gradients of the cost function, even without experimental noise, would require numerous additional actual injection molding steps. A further complication would be that because of the unavoidable experimental noise, the gradients determined, for example, by difference quotients would also be subject to noise. In order to get this noise sufficiently small, many tests would be necessary, which can be saved by using Bayesian optimization. In addition, Bayesian optimization makes it possible to determine the global optimum.
  • the process parameters can first be varied until the estimated result is sufficiently good, and only then is the actual injection molding result recorded for these process parameters.
  • an actual experiment to determine the actual result is only carried out if the simulation experiment suggests that a good actual, i.e. experimental, result can be expected.
  • the data-based model can then be trained depending on the actual result, ie depending on actual variables that characterize the actual result.
  • the data-based model prefferably be trained, i.e. updated, depending on the estimated result, i.e. depending on estimated variables that characterize the estimated result.
  • the data-based model is not dependent on the estimated result, but only depending on the actual result.
  • the data-based model can advantageously be a Gaussian process model. This permits a particularly targeted variation of the process parameters since, in addition to the estimated result, an uncertainty in the estimated result and an uncertainty in the actual result, in particular due to noise, can also be determined and taken into account.
  • the estimated result is determined using a physical model of the injection molding, it being possible for the estimated result to be determined using the data-based model if the physical model were to be evaluated with parameters outside a specifiable range is determined.
  • the estimated result can include a plurality of quantities.
  • the data-based model is a multi-dimensional model, or that a plurality of one-dimensional data-based models corresponding to the plurality of variables is used, or that a mixture of one-dimensional and multi-dimensional models is used.
  • the estimated result is determined using a physical model evaluated for the specified process parameters and using actual results determined for other process parameters.
  • FIG. 1 shows schematically a structure of an injection molding machine
  • FIG. 2 shows schematically a structure of a test stand
  • FIG. 3 shows an embodiment for operating the test bench in a flowchart
  • FIG. 4 shows an embodiment for operating the test bench in a flowchart.
  • FIG. 1 schematically shows a structure of an injection molding machine (1).
  • a control signal (A) is provided by a control logic (40) in order to control a control of heating elements (5) and/or a rotational movement of a worm (7).
  • a funnel (2) filled granules (3) in a Cylinder (4) introduced, inside which the screw (7) transports the granules (3) by the rotation of the screw (7) in the direction of a tip of the screw (7).
  • the heat from the heating elements (5) melts the granulate (3) and plasticizes it and feeds it to an attached tool (6), in which the cooling melt then forms a component to be manufactured.
  • FIG. 2 shows a diagram of the structure of a test stand (3) for determining optimal process parameters (x).
  • Current process parameters (x) are provided by a parameter memory (P) via an output interface (40) of the injection molding machine (1). This carries out the injection molding depending on the provided process parameters (x).
  • Sensors (30) determine sensor variables (S) that characterize the result of the injection molding. Quality properties (y exp ) determined from these sensor variables (S) are made available to a machine learning block (60) via an input interface (50).
  • the machine learning block (60) comprises a Gaussian process model which, as illustrated in FIG. 3 or FIG. 4, is trained as a function of the provided quality properties (y exp ).
  • varied process parameters (x') can be provided, which are stored in the parameter memory (P).
  • the process parameters (x) can also be provided to an estimation model (15), which provides the machine learning block (60) with estimated quality properties (y sim ) instead of the actual quality properties (y exp ).
  • the test stand comprises a processor (45) which is set up to play back a computer program which is stored on a computer-readable storage medium (46).
  • This computer program includes instructions that cause the processor (45) to carry out the method illustrated in Figures 3 or 4 when the computer program is played.
  • This computer program can be implemented in software, or in hardware, or in a hybrid of hardware and software.
  • FIG. 3 shows an exemplary method for operating the test bench (3) in a flowchart. The method begins (100) in that initial process parameters (x init ) are provided as process parameters (x) and test data recorded so far are initialized as an empty set.
  • process parameters (x) are specified with a design-of-experiment method and, as explained in more detail below, the injection molding machine (1) is controlled with these process parameters (x), variables (y exp ) are determined and the Gaussian process is trained with the experimental data determined in this way .
  • process parameters (x) can include one or more parameters that characterize a time profile of the rotational movement of the screw (7) and/or a time profile of a heating current of the heating elements (5).
  • the injection molding machine (1) is controlled (110) with the current process parameters (x) and variables (y exp ) are determined (120), which characterize the actual result of the injection molding.
  • variables (y exp ) can include variables that include the geometric dimensions of the manufactured component (including distortion and/or shrinkage) and/or a weight of the manufactured component and/or optical properties (such as reflectivity) of the manufactured component and/or or characterize a surface condition (such as a roughness) of the manufactured component and/or a degree of filling and/or a filling error of the injection molding compound in the tool (6).
  • a cost function K is evaluated (130) as a function of these variables, as can be given by equation (1), for example, the variables (yexp) being provided as features (q;) and corresponding target values of these variables (q ⁇ ztei). become.
  • a cost function K is also conceivable, which penalizes deviations of the features from the target values, in particular if they exceed a specifiable tolerance distance, and rewards high productivity.
  • the "punish” can For example, be realized by a high value of the cost function K, the "reward” accordingly by a low value.
  • the data point (x,y exp ) determined in this way from process parameters (x) and associated variables characterizing the result is added to the determined test data (160) and the Gaussian process is retrained, i.e. the hyperparameters ( 0 O , 0 d ) of the Gaussian process is adjusted in such a way that a probability that the experimental data result from the Gaussian process is maximized.
  • FIG. 4 shows a further exemplary method for operating the test stand (3) in a flowchart. Steps (100) to (170) are the same as illustrated in FIG. 3, and a separate description is therefore omitted.
  • a simulation model is called up (180) with these new process parameters (x') in order to use estimated sizes (y sim ) to determine.
  • This simulation can, for example, use known simulation methods to determine component dimensions and/or distortion and/or shrinkage of the injection molding compound.
  • the cooling process or solidification process initiated by initial contact of the melt with a wall of the mold (6) is started after the thermoplastic melt has been injected into the mold (6).
  • the variables mentioned can be determined here, for example, with the help of the Tait equation, which describes a change in density (1/v) of the cooling material as a function of pressure (p) and temperature (T). This equation is given by
  • v 0 (T), v t ,B(T) can be given by suitable parameterized functions, such as those from PG Tait, Physics and Chemistry of the Voyage of HMS Challenger. Vol. 2, Part 4 (HMSO, London, 1888) or F. Baumgärtner, C. Bonten, Approach for the Description of PvT Behavior of Thermoplastics at High Cooling Rates, AIP Conference Proceedings 2289, 2020 are known.
  • the material is not cooled when it comes into contact with a wall of the mold (6), but rather heated (mold temperature > 150 °C) in order to activate the cross-linking reaction.
  • the change in density which is directly related to the degree of crosslinking, can be described with the help of so-called crosslinking reactions, such as those described in H. Ou, M. Sahli, T. Barriere, J. Gelin, Experimental characterization and modeling of rheokinetic -properties of different silicone elastomers, Int J Adv Manuf Technol, 92, 4199 - 4211, 2017 or L. Granado, R. Tavernier, G. Foyer, G.
  • these variables can be estimated based on the experimentally determined values up to this point in time, for example by an average of all these values, or these experimentally determined actual values can be weighted depending on a distance between the current process parameters and those process parameters to which the respective experimentally determined actual values have been determined.
  • predictions of Gaussian processes that were trained using actual variables are used as estimated values. Provision can also be made for these estimated values to be updated accordingly as soon as future actual values become known.
  • step (190) the cost function K is determined, with the quantities (y sim ) estimated by simulation being used instead of the quantities (y Prn ) determined experimentally.
  • step (200) analogously to step (140), the cost function K is used to check whether the current process parameters (x) are sufficiently good or not, whereby instead of the specifiable maximum cost value, a specifiable second maximum cost value can be used that is greater than predeterminable maximum cost.
  • step (110) If the check has shown that the current process parameters (x) are sufficiently good, the process branches back to step (110). Otherwise, the process branches back to step (160).

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Abstract

The invention relates to a computer-implemented method for operating an injection molding machine (1), wherein an estimated result (y sim ) is determined as a function of predefined process parameters (x) to characterize how good an actual result (y exp ) of the injection molding will be, and wherein the process parameters (x) are varied using a Bayesian optimization process with the aid of a data-based model until an actual result (y exp ) of the injection molding is sufficiently good.

Description

Beschreibung Description
Titel title
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BETREIBEN EINER SPRITZGUSSMASCHINE MITTELS MASCHINELLEN LERNENS METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING AN INJECTION MOLDING MACHINE USING MACHINE LEARNING
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Spritzgussmaschine, einen Prüfstand, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium. The invention relates to a method for operating an injection molding machine, a test stand, a computer program and a machine-readable storage medium.
Stand der Technik State of the art
Das Spritzgießen ist ein etabliertes und effektives Fertigungsverfahren zur Herstellung von unterschiedlich komplexen Bauteilen aus Polymerwerkstoffen (beispielsweise Duro- oder Thermoplaste sowie Elastomeren). Aufgrund des breiten Einsatzspektrums von Komponenten aus Polymerwerkstoffen (welche auch als „Kunststoffe“ bezeichnet werden) sowie der Möglichkeit, auch Bauteile aus unterschiedliche Polymerwerkstoffen herzustellen (was z.B. als 2-Komponenten-Werk- stoffe bekannt ist), ist das Fertigungsverfahren des Spritzgießens in vielen Industriebereichen stark vertreten. Injection molding is an established and effective manufacturing process for manufacturing components of varying complexity from polymer materials (e.g. duroplastics, thermoplastics and elastomers). Due to the wide range of uses for components made of polymer materials (which are also referred to as "plastics") and the possibility of also producing components from different polymer materials (which is known, for example, as 2-component materials), the injection molding manufacturing process is widely used Industrial sectors strongly represented.
Die Prozessentwicklung ist hierbei aktuell weiterhin stark von experimentellen Versuchen an der Maschine geprägt, obwohl durch den Einsatz von Simulationstechniken viele Rekursionen bei der Werkzeugherstellung und Bauteilauslegung vermieden werden könnten. Dies erfordert geeignete Simulationstechniken, was herausfordernd ist. Ursache hierfür sind die zahlreichen dynamischen und untereinander wechselwirkenden physikalischen und chemischen Effekte, welche nach wie vor nicht mit ausreichender Genauigkeit modelliert werden können. Ferner sind oft die Materialdaten und -zustände des Werkstückes sowie Einflüsse seitens der Spritzgussanlage (z. B. Verschleiß der Schnecke) oft nicht hinreichend genau bekannt. Zwar sind vereinfachte Modelle verfügbar, mit denen bei gegebenen Materialdaten und Prozessparametern sowie in bestimmten Parameterbereichen eine gewisse Vorhersage des erzielten Spritzgussergebnisses (z.B. ein Füllgrad des Spritzgusswerkzeuges oder ein Schrumpfungsgrad des Bauteils) möglich ist. Zuverlässige Vorhersagen zu Qualitätseigenschaften wie beispielsweise eine Maßhaltigkeit des Bauteils sind trotz der simulationsgestützten Werkzeugauslegung aktuell oft nicht möglich. Process development is currently still strongly characterized by experimental tests on the machine, although many recursions in tool manufacture and component design could be avoided through the use of simulation techniques. This requires appropriate simulation techniques, which is challenging. The reason for this are the numerous dynamic and mutually interacting physical and chemical effects, which still cannot be modeled with sufficient accuracy. Furthermore, the material data and conditions of the workpiece and influences on the part of the injection molding system (e.g. wear on the screw) are often not known with sufficient accuracy. Although simplified models are available, with which Given material data and process parameters as well as in certain parameter ranges, a certain prediction of the injection molding result achieved (e.g. a degree of filling of the injection molding tool or a degree of shrinkage of the component) is possible. Reliable predictions of quality properties such as dimensional accuracy of the component are currently often not possible despite the simulation-supported tool design.
Es zeigt sich, dass das erreichbare Spritzgussergebnis und die Produktivität des Spritzgussprozesses sehr stark von den eingestellten Prozessparametern und dem verwendeten Werkstückmaterial sowie den Umgebungstemperaturen abhängen. Die Kriterien, mit denen die Qualität eines spritzgegossenen Kunststoffbauteils gemessen wird, sind hierbei zahlreich. Oft wichtig sind die erzielten Bauteilabmessungen sowie eine vollständige Materialausfüllung an allen Stellen des Bauteils. Die Produktivität kann typischerweise durch die erforderliche Prozesszeit, auch Zykluszeit genannt, und die verbrauchten Ressourcen (Abnutzung Form-werkzeug, Anteil Ausschussteile und Energie) pro Bauteil definiert werden. It turns out that the achievable injection molding result and the productivity of the injection molding process depend very much on the set process parameters and the workpiece material used as well as the ambient temperatures. The criteria used to measure the quality of an injection molded plastic component are numerous. The component dimensions achieved and complete material filling at all points of the component are often important. Productivity can typically be defined by the required process time, also known as the cycle time, and the resources consumed (mold tool wear, percentage of rejects and energy) per component.
Aufgrund der vielen einstellbaren Prozessparameter (z.B. Temperaturen eines Werkzeugs- und/oder einer Schmelze, Einspritzgeschwindigkeit sowie ein Nachdruck), die vielmals auch noch zeitabhängig variiert werden können, ist eine Optimierung der Prozesseinstellungen ein zeitintensiver Vorgang, der sehr viele Experimente erfordert. Weil für diese Experimente einerseits viele Werkstücke bzw. Bauteile benötigt werden und anderseits auch die Auswertung (insbesondere die Maß- und Formmessungen (z.B. mittels taktiler 3D-Messverfahren) sowie die mechanische Prüfung der erzeugten Bauteile aufwändig ist, ist es wünschenswert, die Anzahl der erforderlichen Versuche auf ein Minimum zu reduzieren. Due to the many adjustable process parameters (e.g. temperatures of a mold and/or a melt, injection speed and holding pressure), which can often also be varied over time, optimizing the process settings is a time-consuming process that requires a lot of experiments. Because, on the one hand, many workpieces or components are required for these experiments and, on the other hand, the evaluation (in particular the dimensional and shape measurements (e.g. using tactile 3D measuring methods) as well as the mechanical testing of the produced components is complex, it is desirable to limit the number of required Try to keep it to a minimum.
Es ist möglich, einige Prozessparameter auf erfahrungsbasierte Werte einzustellen und nur einige der Parameter in Versuchen zu variieren. Als Planungsmethode für die Versuche können durch Experten vorgegebene Versuchsreihen und/oder Methoden der statistischen Versuchsplanung herangezogen werden. Hierbei wird das tatsächlich erzielbare Optimum im Allgemeinen nicht aufgefunden. It is possible to set some process parameters to values based on experience and vary only some of the parameters in experiments. Test series specified by experts and/or methods of statistical test planning can be used as a planning method for the tests. In this case, the actually achievable optimum is generally not found.
Vorteile der Erfindung Der Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mit nur wenigen Experimenten Prozessparameter von Spritzgussmaschinen gefunden werden können, mittels derer sich eine hohe Güte des Spritzgießens erzielen lässt. Advantages of the Invention The object with the features of independent claim 1 has the advantage that process parameters of injection molding machines can be found with just a few experiments, by means of which a high quality of injection molding can be achieved.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further aspects of the invention are the subject matter of the independent claims. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Die Erfindung betrifft die Art und Weise, eine effiziente und zielgerichtete Optimierung der Prozessparameter durchführen zu können. Dazu wird das Verfahren der Bayes’schen Optimierung genutzt. Mithilfe dieses Verfahrens können Optima in unbekannten Funktionen gefunden werden. Im Kontext dieser Erfindung, handelt es sich bei den Funktionen um sogenannte Kostenfunktionen. Eine Kostenfunktion K charakterisiert die Güte des Prozesses und/oder des Prozessergebnisses. Die Kostenfunktion hängt dabei von einer oder mehreren Qualitätseigenschaften (Features) q; ab und ist derart eingerichtet, dass sie ein Optimum (in diesem Zusammenhang ist das Optimum meist ein Minimum) annimmt, falls die Qualitätseigenschaften bestimmte Zielwerte (auch Sollwerte genannt) oder Zielintervalle (auch Sollintervalle genannt) qi ziel erreichen, die durch einen Anwender spezifiziert werden. Mehrere Qualitätseigenschaften können in einer Kostenfunktion verrechnet werden, um eine einzige zu optimierende Funktion zu erhalten. Auch diese Kostenfunktion muss durch den Anwender vorgegeben werden. Ein Beispiel ist die Summe skalierter Abweichungen zum jeweiligen Zielwert:
Figure imgf000005_0001
The invention relates to the way in which an efficient and targeted optimization of the process parameters can be carried out. The method of Bayesian optimization is used for this. This method can be used to find optima in unknown functions. In the context of this invention, the functions are so-called cost functions. A cost function K characterizes the quality of the process and/or the process result. The cost function depends on one or more quality properties (features) q ; and is set up in such a way that it assumes an optimum (in this context the optimum is usually a minimum) if the quality properties reach certain target values (also called target values) or target intervals (also called target intervals) q i target specified by a user become. Several quality properties can be calculated in a cost function to get a single function to be optimized. This cost function must also be specified by the user. An example is the sum of scaled deviations from the respective target value:
Figure imgf000005_0001
Die Parameter Sj sind hierbei vorgebbare Skalierungsparameter. Um das Optimum der Kostenfunktion zu finden, können durch die Anwendung der Bayes’schen Optimierung Prozessparametersätze (im Folgenden auch kurz Parametersätze genannt) für das nächste Experiment vorgeschlagen werden. Nach der Durchführung des Experiments können die daraus folgenden Werte der Qualitätskriterien und damit der aktuelle Kostenfunktionswert bestimmt und gemeinsam mit dem eingestellten Parametersatz dem Optimierungsverfahren als Datenpunkt zur Verfügung gestellt werden. The parameters Sj are specifiable scaling parameters. In order to find the optimum of the cost function, process parameter sets (hereinafter also referred to as parameter sets for short) can be proposed for the next experiment by applying Bayesian optimization. After After carrying out the experiment, the resulting values of the quality criteria and thus the current cost function value can be determined and made available to the optimization process as a data point together with the set parameter set.
Das Bayes'sche Optimierungsverfahren ist geeignet, um für eine Funktion, die einen ein- oder mehrdimensionalen Parameterraum auf skalare Werte abbildet, denjenigen Parametersatz zu finden, welcher zu einem optimalen Funktionswert führt. Je nach Optimierungsziel ist hierbei das Optimum definiert als der größtmögliche oder alternativ auch kleinstmögliche erreichbare Wert, den die Funktionswerte annehmen können. Im Sinne der Prozessoptimierung ist beispielsweise der Parametersatz durch einen bestimmten Satz von Prozessparametern gegeben; der dazu gehörige Funktionswert kann durch die oben beschriebene Kostenfunktion ermittelt werden. Im Falle der Kostenfunktion ist in der Regel ein möglichst niedriger Wert erstrebenswert. The Bayesian optimization method is suitable for finding that parameter set for a function that maps a one-dimensional or multi-dimensional parameter space to scalar values, which leads to an optimal function value. Depending on the optimization goal, the optimum is defined as the largest possible or alternatively also the smallest possible achievable value that the function values can assume. In terms of process optimization, for example, the set of parameters is given by a specific set of process parameters; the associated function value can be determined using the cost function described above. In the case of the cost function, the lowest possible value is usually desirable.
Weil zur Bestimmung der Funktionswerte der Kostenfunktion Experimente durchgeführt und ausgewertet werden müssen, steht von der Funktion grundsätzlich nur eine Wertetabelle mit Daten zur Verfügung, die auch noch ein experimentelles „Rauschen“ aufweisen. Weil die Experimente sehr aufwändig sind, kann dieses Rauschen normalerweise nicht durch zahlreiche Wiederholungen beim gleichen Parametersatz mit anschließendem Mitteln der Resultate unterdrückt werden. Deswegen ist es vorteilhaft die Optimierung mit einem Verfahren durchzuführen, welches auch trotz weniger Versuchsauswertungen eine globale Optimierung mit guten Resultaten ermöglicht und dabei ohne eine Berechnung von Gradienten der Kostenfunktion auskommt. Es wurde erkannt, dass die Bayes’sche Optimierung diese Eigenschaften erfüllt. Because experiments have to be carried out and evaluated to determine the function values of the cost function, there is basically only a value table with data available for the function, which also shows an experimental "noise". Because the experiments are very complex, this noise cannot normally be suppressed by numerous repetitions with the same parameter set and subsequent averaging of the results. It is therefore advantageous to carry out the optimization using a method which, despite fewer test evaluations, enables global optimization with good results and does not require a calculation of gradients of the cost function. It has been found that Bayesian optimization satisfies these properties.
Die Bayes’sche Optimierung besteht aus dem Ermitteln eines mathematischen Modells, mit dem sich basierend auf einer gegebenen Wertetabelle für jeden Parametersatz eine Vorhersage des Funktionswertes in Form einer Wahrscheinlichkeitsverteilung ergibt, insbesondere eine Vorhersage des Erwartungswertes und der Varianz des Funktionswertes, und einer algorithmisch formulierten Vorschrift, für welchen Parametersatz eine weitere Funktionsauswertung (hier also ein Ex- periment) durchgeführt werden soll, welche auf den Vorhersagen des mathematischen Modells basiert. Vorteilhafterweise handelt es sich bei den mathematischen Modellen um Gaußprozesse. Diese sind vorteilhaft, weil sie vorhandenes (Experten-)Wissen einbeziehen können und weil sie sich für die Beschreibung verrauschter Daten eignen und weil bereits verfügbare Versuchs- bzw. Simulationsdaten direkt mit eingespeist werden können. Im Folgenden sind die mathematischen Grundlagen der Bayes’sche Optimierung mit Gaußprozessen dargelegt (auch andere Modelle, beispielsweise Bayesian Linear Regression, sind aber natürlich möglich). Bayesian optimization consists of determining a mathematical model which, based on a given table of values, results in a prediction of the function value in the form of a probability distribution for each parameter set, in particular a prediction of the expected value and the variance of the function value, and an algorithmically formulated rule , for which parameter set a further function evaluation (here an Ex- periment) is to be carried out, which is based on the predictions of the mathematical model. The mathematical models are advantageously Gaussian processes. These are advantageous because they can include existing (expert) knowledge and because they are suitable for describing noisy data and because test or simulation data that are already available can be fed in directly. The mathematical basics of Bayesian optimization with Gaussian processes are presented below (however, other models, such as Bayesian linear regression, are of course also possible).
Konkret ist die Vorhersage für das Ergebnis der Funktionsauswertung bei einem Parametersatz xN+1 gegeben durch den Erwartungswert („expectation value“), der beim Gaußprozess gegeben ist durch den Mittelwert („mean value“)
Figure imgf000007_0001
und durch die Varianz
Figure imgf000007_0002
In concrete terms, the prediction for the result of the function evaluation with a parameter set x N+1 is given by the expectation value, which in the Gaussian process is given by the mean value.
Figure imgf000007_0001
and by the variance
Figure imgf000007_0002
Hier bedeutet CN die Kovarianzmatrix, welche gegeben ist durch Here, C N means the covariance matrix, which is given by
[Ostlnm = (xn, xm) + ß 8 nm, mit n, m = 1. . N, (4) wobei xn bzw. xm Parametersätze sind, bei denen bereits eine Funktionsauswertung stattgefunden hat. Die Größe ß -1 stellt die Varianz der Normalverteilung dar, welche die Streuung von Funktionsauswertungen beim gleichen Parametersatz beschreibt, 8nm ist das Kronecker Symbol. Der Skalar c ist konventionellerweise durch c = /c(xw+1, xw+1) + ß-1 gegeben. Der Vektor t beinhaltet zu den einzelnen Parametersätzen xn (n = 1.. /V), bei denen eine Funktionsauswertung stattgefunden hat, die jeweiligen Resultate. Die Kernfunktion k(xn, xm) beschreibt, inwieweit das Ergebnis der Funktionsauswertung bei einem Parametersatz xn noch einen Einfluss auf das Ergebnis der Funktionsauswertung bei einem Parametersatz xm hat. Große Werte stehen dabei für einen hohen Einfluss, wenn der Wert Null beträgt, gibt es keinen Einfluss mehr. [Ostlnm = (x n , x m ) + ß 8 nm , with n, m = 1. . N, (4) where x n or x m are parameter sets for which a function evaluation has already taken place. The size ß -1 represents the variance of the normal distribution, which describes the scatter of function evaluations with the same set of parameters, 8 nm is the Kronecker symbol. The scalar c is conventionally given by c = /c(x w+1 , x w+1 ) + β -1 . The vector t contains the respective results for the individual parameter sets x n (n=1../V) for which a function evaluation has taken place. The core function k(x n , x m ) describes the extent to which the result of the function evaluation with a parameter set x n still has an influence on the result of the function evaluation with a parameter set x m . Large values stand for a high influence, if the value is zero, there is no longer any influence.
Für die Vorhersage des Mittelwertes und der Varianz in obiger Formel wird der Vektor k, mit [k]n = k xn,xN+1), bezüglich allen Parametersätzen xn (n = 1.. /V) und dem vorherzusagenden Parametersatz xw+1 berechnet. Für die im konkreten Fall zu verwendende Kernfunktion gibt es unterschiedliche Ansätze, einen einfachen Ansatz stellt die folgende quadratisch exponentielle Kernfunktion dar:
Figure imgf000008_0001
mit den wählbaren Hyperparametern 0O und 0d(d = 1.. O), wobei D die Dimensi- onalität des Parameterraumes ist. In dieser Kernfunktion beschreibt 0O die Skala, auf der die Funktionswerte variieren und die 0d den Einfluss des „Abstandes“ im Parameterraum auf die Korrelation zweier Funktionswerte bei den Parametersätzen xn und xm. Andere Kernfunktionen sind möglich.
For the prediction of the mean and the variance in the above formula, the vector k, with [k] n = kx n ,x N+1 ), with respect to all parameter sets x n (n = 1.. /V) and the parameter set x w+1 calculated. For the concrete There are different approaches for the kernel function to be used, a simple approach is the following quadratic exponential kernel function:
Figure imgf000008_0001
with the selectable hyperparameters 0 O and 0 d (d = 1.. O), where D is the dimensionality of the parameter space. In this core function, 0 O describes the scale on which the function values vary and 0 d describes the influence of the "distance" in the parameter space on the correlation of two function values for the parameter sets x n and x m . Other core functions are possible.
Die Auswahl des nächsten Parametersatzes, an dem ein Versuch durchgeführt werden soll, basiert auf den mit obigen Formeln berechneten Vorhersagen von Mittelwerten und Varianz. Hier sind unterschiedliche Strategien möglich; beispielsweise die der „erwarteten Verbesserung“ („expected improvement“). The selection of the next set of parameters to test on is based on the mean and variance predictions calculated using the formulas above. Different strategies are possible here; for example that of “expected improvement”.
Hierbei wählt man denjenigen Parametersatz für das nächste Experiment aus, bei dem der Erwartungswert für das Auffinden eines Funktionswertes, der größer ist (oder kleiner, je nach Optimierungsziel) als der aus den bisherigen N Iterationen größte (oder kleinste, je nach Optimierungsziel) bekannte Funktionswert
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also
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maximal wird. Die möglichen Funktionswerte f (x) an der Stelle x sind dabei normalverteilt mit Mittelwert nach Formel (2) und Varianz nach Formel (3), jeweils mit xw+1 = x. Eine solche zu optimierende Funktion wird auch als Akquisitionsfunktion (Englisch: acquisition function) bezeichnet. Andere Akquisitionsfunktionen sind möglich, beispielsweise ein Wissensgradient (Englisch: knowledge gradient) oder eine Entropiesuche (Englisch: entropy search).
The parameter set for the next experiment is selected for which the expected value for finding a function value is greater (or smaller, depending on the optimization goal) than the largest (or smallest, depending on the optimization goal) known function value from the previous N iterations
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so
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becomes maximum. The possible function values f(x) at the point x are normally distributed with mean according to formula (2) and variance according to formula (3), each with x w+1 = x. Such a function to be optimized is also referred to as an acquisition function. Other acquisition functions are possible, for example a knowledge gradient or an entropy search.
Der „+“ Operator bedeutet hier, dass nur positive Werte verwendet werden und negative Werte auf Null gesetzt werden. Bei der Bayes’schen Optimierung wird jetzt iterativ - ein neuer Versuchspunkt (also Parametersatz) bestimmt, The "+" operator here means that only positive values are used and negative values are set to zero. Bayesian optimization is now iterative - a new test point (i.e. parameter set) is determined,
- ein Versuch durchgeführt, - performed an experiment
- das Versuchsergebnis ausgewertet und der (Kosten)funktionswert berechnet,- evaluated the test result and calculated the (cost) function value,
- der Gaußprozess mit dem neuen Wertepaar aus Parametersatz und Funktionswert aktualisiert, bis die Optimierung abgebrochen wird. - the Gaussian process is updated with the new value pair from parameter set and function value until the optimization is aborted.
Die Optimierung des Gaußprozesses mit einem neuen Versuchspunkt und dem zugehörigen neuen Funktionswert geschieht zum Beispiel derart, dass das neue Paar aus Versuchspunkt und Funktionswert den bereits aufgenommenen Versuchsdaten, bestehend aus Paaren aus Versuchspunkten und Funktionswerten, hinzugefügt wird, und die Hyperparameter derart angepasst werden, dass eine Wahrscheinlichkeit (Englisch: likelihood) der Versuchsdaten maximiert wird. The optimization of the Gaussian process with a new test point and the associated new function value is done, for example, in such a way that the new pair of test point and function value is added to the test data already recorded, consisting of pairs of test points and function values, and the hyperparameters are adjusted in such a way that a likelihood of the test data is maximized.
Dieser Vorgang ist im Zusammenhang mit Figur 3 illustriert. This process is illustrated in connection with FIG.
Durch das iterative Vorgehen der zuvor beschriebenen Schritte (Durchführung eines Experiments, Auswertung der Qualitätskriterien und Bestimmung des Kostenfunktionswertes, Update des Gaußprozesses und Vorschlag des nächsten Parametersatzes) kann sukzessive ein Prozessmodell (abgebildet durch den Gaußprozess) aufgebaut werden. Als bestes Optimierungsergebnis wird dann der beste Parametersatz aller ausgewerteten Funktionsauswertungen bzw. Versuche verwendet. Through the iterative procedure of the steps described above (performing an experiment, evaluating the quality criteria and determining the cost function value, updating the Gaussian process and suggesting the next set of parameters), a process model (represented by the Gaussian process) can be built up successively. The best parameter set of all evaluated function evaluations or tests is then used as the best optimization result.
Vorteile bei der Durchführung der Optimierung gewinnt man durch Einbeziehen von vorhandenem Prozesswissen. Durch die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise kann Wissen in Form von einem oder mehreren Prozessmodellen Pi n in die Optimierung einbezogen werden, indem reale Experimente unter bestimmten Voraussetzungen durch Simulationsexperimente ersetzt werden. Dabei ist es konzeptionell unerheblich, mit welcher Unsicherheit die Modelle den Prozess abbilden und wie viele der Qualitätskriterien sie beschreiben. You gain advantages when carrying out the optimization by including existing process knowledge. With the procedure described below, knowledge in the form of one or more process models Pi n can be included in the optimization by replacing real experiments with simulation experiments under certain conditions. It is conceptually irrelevant with which uncertainty the models depict the process and how many of the quality criteria they describe.
Mit einem Prozessmodell, welches das reale Experiment perfekt abbilden würde, könnte jedes reale Experiment durch ein Simulationsexperiment ersetzt werden. Wäre dabei die Auswertungsdauer geringer als die reale Durchführung, würde zusätzlich zum Aufwand auch Zeit eingespart. Im Allgemeinen ist die Vorhersagegenauigkeit der Prozessmodelle jedoch begrenzt. Oft sind sie nur in einem Teilbereich des Parameterraums gültig und/oder beschreiben nur eine Teilmenge der Prozessergebnisse, und berücksichtigen nicht alle physikalischen Effekte und erzeugen daher Ergebnisse nur innerhalb eines Unsicherheitsbandes. In der Regel können daher Prozessmodelle physikalische Experimente nicht vollständig, sondern nur teilweise ersetzen. With a process model that would perfectly represent the real experiment, every real experiment could be replaced by a simulation experiment. If the evaluation duration were shorter than the actual implementation, time saved in addition to effort. In general, however, the prediction accuracy of the process models is limited. They are often only valid in a part of the parameter space and/or describe only a subset of the process results, and do not take into account all physical effects and therefore produce results only within an uncertainty band. As a rule, process models can therefore not completely replace physical experiments, but only partially.
Im Sinne der hier beschriebenen Erfindung werden bei jedem iterativen Optimierungsschritt zunächst die Prozess-Simulationsmodelle aufgerufen, welche mindestens eine Teilmenge der relevanten Features mit einer bekannten oder geschätzten Genauigkeit Vorhersagen können. Falls aufgrund des vorhergesagten Prozessergebnisses auch im Rahmen der Vorhersagegenauigkeit mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann, dass das Prozessergebnis nahe der Zielwerte liegen wird, wird kein reales Experiment durchgeführt. Vielmehr werden hier die mit den Prozessmodellen berechneten Ergebnisse ersatzweise als experimentelles Resultat verwendet und der Optimierungsprozess fortgeführt. In terms of the invention described here, the process simulation models, which can predict at least a subset of the relevant features with a known or estimated accuracy, are first called up for each iterative optimization step. If, based on the predicted process result, it can be ruled out with sufficient certainty within the scope of the prediction accuracy that the process result will be close to the target values, no real experiment is carried out. Rather, the results calculated with the process models are used as an alternative as an experimental result and the optimization process is continued.
Falls mehrere Prozess-Simulationsmodelle mit unterschiedlicher Vorhersagegenauigkeit für unterschiedliche Bereiche im Parameterraum zur Verfügung stehen, kann jeweils dasjenige mit der besten Vorhersagegenauigkeit verwendet werden. If several process simulation models with different prediction accuracy for different areas in the parameter space are available, the one with the best prediction accuracy can be used.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung daher ein Computer-implementiertes Verfahren zum Betreiben einer Spritzgussmaschine, wobei abhängig von vorgegebenen Prozessparametern, insbesondere ohne Ansteuern der Spritzgussmaschine, simulativ ein geschätztes Ergebnis des Spritzgießens ermittelt wird, das charakterisiert, wie gut ein tatsächliches Ergebnis des Spritzgießens bei diesen Prozessparametern sein wird, und wobei mittels Bayes’scher Optimierung mit Hilfe eines datenbasierten Modells, das eingerichtet ist, abhängig von den Prozessparametern das Ergebnis des Spritzgießens zu schätzen, die Prozessparameter variiert werden, bis ein tatsächliches Ergebnis des Spritzgießens hinreichend gut ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein Wert einer Kostenfunktion abhängig von geschätzten Größen oder abhängig von tatsächlichen Größen ermittelt wird wobei die geschätzten Größen das geschätzte Ergebnis des Spritzgießens charakterisieren und die tatsächlichen Größen das tatsächliche Ergebnis des Spritzgießens charakterisieren, und dann ermittelt wird, ob dieser Wert der Kostenfunktion einen vorgebbaren Schwellenwert unterschreitet. Größen, die ein geschätztes oder tatsächliches Ergebnis des Spritzgießens charakterisieren, können hierbei das mit dem Spritzgießens erzeugte Erzeugnis charakterisieren, und/oder den Prozess des Erzeugens. In a first aspect, the invention therefore relates to a computer-implemented method for operating an injection molding machine, wherein, depending on predetermined process parameters, in particular without controlling the injection molding machine, an estimated result of the injection molding is determined simulatively, which characterizes how well an actual result of the injection molding is these process parameters will be, and wherein the process parameters are varied by means of Bayesian optimization using a data-based model that is set up to estimate the result of the injection molding depending on the process parameters, until an actual result of the injection molding is sufficiently good. This can be done by determining a value of a cost function as a function of estimated variables or as a function of actual variables, the estimated variables characterizing the estimated result of the injection molding and the actual variables characterizing the actual result of the injection molding, and then determining whether this value of the cost function falls below a predeterminable threshold value. Variables that characterize an estimated or actual result of the injection molding can characterize the product produced with the injection molding and/or the production process.
Der Wert der Kostenfunktion kann hierbei abhängig davon ermittelt werden, wie sehr die geschätzten bzw. tatsächlichen Größen von Sollgrößen, die ein Soll-Ergebnis des Spritzgießens charakterisieren, abweichen. In this case, the value of the cost function can be determined as a function of how much the estimated or actual values deviate from target values that characterize a target result of the injection molding.
Durch die Bayes’sche Optimierung lässt sich schnell ein Optimum in einem vorgebbaren Parameterbereich ermitteln, ohne Gradienten ermitteln zu müssen. Ein Ermitteln von Gradienten der Kostenfunktion würde selbst ohne experimentelles Rauschens zahlreiche zusätzliche tatsächliche Schritte des Spritzgießens erforderlich machen. Erschwerend käme hinzu, dass wegen des unvermeidlichen experimentellen Rauschens auch die, zum Beispiel durch Differenzenquotienten bestimmten, Gradienten mit einem Rauschen behaftet wären. Um dieses Rauschen hinreichend klein zu bekommen, wären sehr viele Versuche notwendig, was durch die Verwendung Bayes’scher Optimierung eingespart werden kann. Zudem ermöglicht es die Bayes’sche Optimierung, das globale Optimum zu ermitteln. Bayesian optimization allows an optimum to be determined quickly in a specifiable parameter range without having to determine gradients. Finding gradients of the cost function, even without experimental noise, would require numerous additional actual injection molding steps. A further complication would be that because of the unavoidable experimental noise, the gradients determined, for example, by difference quotients would also be subject to noise. In order to get this noise sufficiently small, many tests would be necessary, which can be saved by using Bayesian optimization. In addition, Bayesian optimization makes it possible to determine the global optimum.
Um die Zahl der tatsächlich erforderlichen Schritte des Spritzgießens bestmöglich zu reduzieren, können die Prozessparameter zunächst so lange variiert werden, bis das geschätzte Ergebnis hinreichend gut ist, und erst dann wird das tatsächliche Ergebnis des Spritzgießens für diese Prozessparameter erfasst. Mit anderen Worten wird ein tatsächliches Experiment zur Ermittlung des tatsächlichen Ergebnisses nur durchgeführt, wenn das Simulationsexperiment nahelegt, dass ein gutes tatsächliches, also experimentelles, Ergebnis zu erwarten ist. Das datenbasierte Modell kann dann abhängig von dem tatsächlichen Ergebnis, also abhängig von tatsächlichen Größen, die das tatsächliche Ergebnis charakterisieren, trainiert werden. In order to reduce the number of injection molding steps actually required as best as possible, the process parameters can first be varied until the estimated result is sufficiently good, and only then is the actual injection molding result recorded for these process parameters. In other words, an actual experiment to determine the actual result is only carried out if the simulation experiment suggests that a good actual, i.e. experimental, result can be expected. The data-based model can then be trained depending on the actual result, ie depending on actual variables that characterize the actual result.
Insbesondere ist es möglich, dass das datenbasierte Modell abhängig von dem geschätzten Ergebnis, also abhängig von geschätzten Größen, die das geschätzte Ergebnis charakterisieren, trainiert, d.h. aktualisiert, wird. In particular, it is possible for the data-based model to be trained, i.e. updated, depending on the estimated result, i.e. depending on estimated variables that characterize the estimated result.
Trotz der Unzulänglichkeiten des geschätzten Ergebnisses kann es vorteilhaft sein, das datenbasierte Modell hiermit zu trainieren, um hiermit eine Reduktion der tatsächlich erforderlichen Schritte des Spritzgießens zu erreichen. Despite the shortcomings of the estimated result, it can be advantageous to use it to train the data-based model in order to achieve a reduction in the injection molding steps that are actually required.
Um ein etwaiges Fehltraining des datenbasierten Modells zu unterdrücken, kann vorgesehen sein, dass das datenbasierte Modell in Fällen, in denen das geschätzte Ergebnis (ysim) hinreichend gut ist, also hinreichend nah am Optimierungsziel liegt, nicht abhängig von dem geschätzten Ergebnis, sondern nur abhängig von dem tatsächlichen Ergebnis trainiert wird. In order to suppress any incorrect training of the data-based model, it can be provided that the data-based model is not dependent on the estimated result, but only depending on the actual result.
Wie eingangs beschrieben, kann das datenbasierte Modell vorteilhafterweise ein Gauß-Prozess-Modell sein. Dies erlaubt eine besonders zielgerichtete Variation der Prozessparameter, da neben dem geschätzten Ergebnis auch eine Unsicherheit des geschätzten Ergebnisses und eine Unsicherheit des tatsächlichen Ergebnisses insbesondere durch Rauschen ermittelt und berücksichtigt werden kann. As described above, the data-based model can advantageously be a Gaussian process model. This permits a particularly targeted variation of the process parameters since, in addition to the estimated result, an uncertainty in the estimated result and an uncertainty in the actual result, in particular due to noise, can also be determined and taken into account.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das geschätzte Ergebnis mittels eines physikalischen Modells des Spritzgießens ermittelt wird, wobei vorgesehen sein kann, dass dann, wenn die Auswertung des physikalischen Modells bei Parametern außerhalb eines vorgebbaren Bereichs erfolgen würde, das geschätzte Ergebnis mittels des datenbasierten Modells ermittelt wird. Alternatively or additionally, it can be provided that the estimated result is determined using a physical model of the injection molding, it being possible for the estimated result to be determined using the data-based model if the physical model were to be evaluated with parameters outside a specifiable range is determined.
Hiermit lassen sich auf besonders einfache Weise etwaige bekannte Unzulänglichkeiten des physikalischen Modells kompensieren. Es versteht sich, dass das geschätzte Ergebnis eine Mehrzahl von Größen umfassen kann. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass das datenbasierte Modell ein mehrdimensionales Modell ist, oder dass eine der Mehrzahl von Größen entsprechende Mehrzahl eindimensionaler datenbasierter Modelle verwendet wird, oder dass eine Mischung aus ein- und mehr-dimensionalen Modellen verwendet wird. Any known inadequacies in the physical model can be compensated for in a particularly simple manner. It is understood that the estimated result can include a plurality of quantities. In this case, it can be provided that the data-based model is a multi-dimensional model, or that a plurality of one-dimensional data-based models corresponding to the plurality of variables is used, or that a mixture of one-dimensional and multi-dimensional models is used.
Da physikalische Simulationsmodelle bisweilen nur eine Teilmenge der für die Optimierung relevanten Features Vorhersagen können, können dann mittels Heuristiken dennoch Werte für das geschätzte Ergebnis ermittelt werden. In einem weiteren Aspekt ist daher vorgesehen, dass das geschätzte Ergebnis mittels eines bei den vorgegebenen Prozessparametern ausgewerteten physikalischen Modells und mittels bei anderen Prozessparametern ermittelten tatsächlichen Ergebnissen ermittelt wird. Since physical simulation models can sometimes only predict a subset of the features relevant for the optimization, values for the estimated result can still be determined using heuristics. In a further aspect, it is therefore provided that the estimated result is determined using a physical model evaluated for the specified process parameters and using actual results determined for other process parameters.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:
Figur 1 schematisch einen Aufbau einer Spritzgussmaschine; FIG. 1 shows schematically a structure of an injection molding machine;
Figur 2 schematisch einen Aufbau eines Prüfstands; FIG. 2 shows schematically a structure of a test stand;
Figur 3 in einem Flussdiagramm eine Ausführungsform zum Betreiben des Prüfstands; FIG. 3 shows an embodiment for operating the test bench in a flowchart;
Figur 4 in einem Flussdiagramm eine Ausführungsform zum Betreiben des Prüfstands. FIG. 4 shows an embodiment for operating the test bench in a flowchart.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments
Figur 1 zeigt schematisch einen Aufbau einer Spritzgussmaschine (1). Ein Ansteuersignal (A) wird von einer Ansteuerlogik (40) bereitgestellt, um eine Ansteuerung von Heizelementen (5) und/oder eine Rotationsbewegung einer Schnecke (7) zu kontrollieren. In einen Trichter (2) eingefülltes Granulat (3) wird in einen Zylinder (4) eingebracht, in dessen Inneren die Schnecke (7) das Granulat (3) durch die Rotation der Schnecke (7) in Richtung einer Spitze der Schnecke (7) transportiert. Durch die Hitzeeinwirkung der Heizelemente (5) schmilzt das Granulat (3) und wird plastifiziert, und einem angeschlossenen Werkzeug (6) zugeführt, in dem die erkaltende Schmelze dann ein zu fertigendes Bauteil ausbildet. FIG. 1 schematically shows a structure of an injection molding machine (1). A control signal (A) is provided by a control logic (40) in order to control a control of heating elements (5) and/or a rotational movement of a worm (7). In a funnel (2) filled granules (3) in a Cylinder (4) introduced, inside which the screw (7) transports the granules (3) by the rotation of the screw (7) in the direction of a tip of the screw (7). The heat from the heating elements (5) melts the granulate (3) and plasticizes it and feeds it to an attached tool (6), in which the cooling melt then forms a component to be manufactured.
Figur 2 zeigt schematisch einen Aufbau eines Prüfstands (3) zum Ermitteln optimaler Prozessparameter (x). Aktuelle Prozessparameter (x) werden von einem Parameterspeicher (P) über eine Ausgangsschnittstelle (40) der Spritzgussmaschine (1) bereitgestellt. Diese führt das Spritzgießen abhängig von diesen bereitgestellten Prozessparametern (x) durch. Sensoren (30) ermitteln Sensorgrößen (S), die das Ergebnis des Spritzgießens charakterisieren. Über eine Eingangsschnittstelle (50) werden aus diesen Sensorgrößen (S) ermittelte Qualitätseigenschaften (yexp) einem maschinellen Lernblock (60) bereitgestellt. FIG. 2 shows a diagram of the structure of a test stand (3) for determining optimal process parameters (x). Current process parameters (x) are provided by a parameter memory (P) via an output interface (40) of the injection molding machine (1). This carries out the injection molding depending on the provided process parameters (x). Sensors (30) determine sensor variables (S) that characterize the result of the injection molding. Quality properties (y exp ) determined from these sensor variables (S) are made available to a machine learning block (60) via an input interface (50).
Der maschinelle Lernblock (60) umfasst im Ausführungsbeispiel ein Gauß-Pro- zessmodell, welches wie in Figur 3 bzw. Figur 4 illustriert abhängig von den bereitgestellten Qualitätseigenschaften (yexp) trainiert wird. Abhängig von dem Gauß-Prozessmodell können variierte Prozessparameter (x') bereitgestellt werden, die im Parameterspeicher (P) hinterlegt werden. In the exemplary embodiment, the machine learning block (60) comprises a Gaussian process model which, as illustrated in FIG. 3 or FIG. 4, is trained as a function of the provided quality properties (y exp ). Depending on the Gaussian process model, varied process parameters (x') can be provided, which are stored in the parameter memory (P).
Die Prozessparameter (x) können alternativ oder zusätzlich zur Bereitstellung über die Ausgangsschnittstelle (40) auch einem Schätzmodell (15) bereitgestellt werden, welches dem maschinellen Lernblock (60) geschätzte Qualitätseigenschaften (ysim) an Stelle der tatsächlichen Qualitätseigenschaften (yexp) bereitstellt. As an alternative or in addition to being provided via the output interface (40), the process parameters (x) can also be provided to an estimation model (15), which provides the machine learning block (60) with estimated quality properties (y sim ) instead of the actual quality properties (y exp ).
Der Prüfstand umfasst im Ausführungsbeispiel einen Prozessor (45), der eingerichtet ist, ein Computerprogramm, das auf einem computerlesbaren Speichermedium (46) gespeichert ist, abzuspielen. Dieses Computerprogramm umfasst Anweisungen, die den Prozessor (45) veranlassen, das in Figur 3 bzw. 4 illustrierte Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm abgespielt wird. Dieses Computerprogramm kann in Software implementiert sein, oder in Hardware, oder in einer Mischform aus Hardware und Software. Figur 3 zeigt in einem Flussdiagramm ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des Prüfstands (3). Das Verfahren beginnt (100), indem initiale Prozessparameter (xinit) als Prozessparameter (x) bereitgestellt werden und bisher aufgenommene Versuchsdaten als leere Menge initialisiert werden. Optional werden Prozessparameter (x) mit einem Design-of-Experiment-Verfahren vorgegeben und wie im Folgenden näher ausgeführt mit diesen Prozessparametern (x) die Spritzgussmaschine (1) angesteuert, Größen (yexp) ermittelt und der Gaußprozess mit den so ermittelten Versuchsdaten antrainiert. Diese Prozessparameter (x) können einen oder mehrere Parameter, die einen zeitlichen Verlauf der Rotationsbewegung der Schnecke (7) und/oder einen zeitlichen Verlauf eines Heizstroms der Heizelemente (5) charakterisieren, umfassen. In the exemplary embodiment, the test stand comprises a processor (45) which is set up to play back a computer program which is stored on a computer-readable storage medium (46). This computer program includes instructions that cause the processor (45) to carry out the method illustrated in Figures 3 or 4 when the computer program is played. This computer program can be implemented in software, or in hardware, or in a hybrid of hardware and software. FIG. 3 shows an exemplary method for operating the test bench (3) in a flowchart. The method begins (100) in that initial process parameters (x init ) are provided as process parameters (x) and test data recorded so far are initialized as an empty set. Optionally, process parameters (x) are specified with a design-of-experiment method and, as explained in more detail below, the injection molding machine (1) is controlled with these process parameters (x), variables (y exp ) are determined and the Gaussian process is trained with the experimental data determined in this way . These process parameters (x) can include one or more parameters that characterize a time profile of the rotational movement of the screw (7) and/or a time profile of a heating current of the heating elements (5).
Mit den aktuellen Prozessparametern (x) wird die Spritzgussmaschine (1) angesteuert (110) und Größen (yexp) ermittelt (120), die das tatsächliche Ergebnis des Spritzgießens charakterisieren. The injection molding machine (1) is controlled (110) with the current process parameters (x) and variables (y exp ) are determined (120), which characterize the actual result of the injection molding.
Diese Größen (yexp) können Größen umfassen, die geometrische Abmessungen des gefertigten Bauteils (inklusive eines Verzugs und/oder einer Schwindung) und/oder ein Gewicht des gefertigten Bauteils und/oder optische Eigenschaften (wie z.B. eine Reflektivität) des gefertigten Bauteils und/oder eine Oberflächenbeschaffenheit (wie z.B. eine Rauheit) des gefertigten Bauteils und/oder einen Füllgrad und/oder einen Füllfehler der Spritzgussmasse im Werkzeug (6) charakterisieren. These variables (y exp ) can include variables that include the geometric dimensions of the manufactured component (including distortion and/or shrinkage) and/or a weight of the manufactured component and/or optical properties (such as reflectivity) of the manufactured component and/or or characterize a surface condition (such as a roughness) of the manufactured component and/or a degree of filling and/or a filling error of the injection molding compound in the tool (6).
Abhängig von diesen Größen wird eine Kostenfunktion K ausgewertet (130), wie sie beispielsweise durch Gleichung (1) gegeben sein kann, wobei die Größen (yexp) als Features (q;) und entsprechende Zielwerte dieser Größen (q^ztei) bereitgestellt werden. A cost function K is evaluated (130) as a function of these variables, as can be given by equation (1), for example, the variables (yexp) being provided as features (q;) and corresponding target values of these variables (q^ztei). become.
Denkbar ist auch eine Kostenfunktion K, welche Abweichungen der Features von den Zielwerten bestraft, insbesondere, sofern sie einen vorgebbaren Toleranzabstand überschreiten, und eine hohe Produktivität belohnt. Das „Bestrafen“ kann z.B. durch einen hohen Wert der Kostenfunktion K realisiert werden, das „Belohnen“ entsprechend durch einen niedrigen Wert. A cost function K is also conceivable, which penalizes deviations of the features from the target values, in particular if they exceed a specifiable tolerance distance, and rewards high productivity. The "punish" can For example, be realized by a high value of the cost function K, the "reward" accordingly by a low value.
Dann wird ermittelt, ob die Kostenfunktion K anzeigt, dass die aktuellen Prozessparameter (x) hinreichend gut sind; im Falle, dass eine Bestrafung durch einen hohen und eine Belohnung durch einen niedrigen Wert ausgedrückt wird, indem überprüft wird, ob die Kostenfunktion K einen vorgebbaren Kostenhöchstwert unterschreitet (140). Ist dies der Fall („Ja“), endet (150) das Verfahren mit den aktuellen Prozessparametern (x). Then it is determined whether the cost function K indicates that the current process parameters (x) are sufficiently good; in the event that a punishment is expressed by a high value and a reward by a low value, by checking whether the cost function K falls below a predeterminable maximum cost value (140). If this is the case (“Yes”), the method ends (150) with the current process parameters (x).
Ist dies nicht der Fall („Nein“), wird der so ermittelte Datenpunkt (x,yexp) aus Prozessparametern (x) und zugehörigen das Ergebnis charakterisierenden Größen den ermittelten Versuchsdaten hinzugefügt (160) und der Gaußprozess neu trainiert, also die Hyperparameter (0O, 0d) des Gaußprozesses so angepasst, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass sich die Versuchsdaten aus dem Gaußprozess ergeben, maximiert wird. If this is not the case ("No"), the data point (x,y exp ) determined in this way from process parameters (x) and associated variables characterizing the result is added to the determined test data (160) and the Gaussian process is retrained, i.e. the hyperparameters ( 0 O , 0 d ) of the Gaussian process is adjusted in such a way that a probability that the experimental data result from the Gaussian process is maximized.
Dann (170) wird eine Akquisitionsfunktion ausgewertet, wie sie beispielhaft in Formel (7) illustriert ist, und hiermit neue Prozessparameter (x') ermittelt. Dann wird zurückverzweigt zu Schritt (110), wo die neuen Prozessparameter (x') die aktuellen Prozessparamter (x) ersetzen. Then (170) an acquisition function is evaluated, as illustrated by way of example in formula (7), and new process parameters (x′) are thereby determined. A branch is then made back to step (110), where the new process parameters (x') replace the current process parameters (x).
Figur 4 zeigt in einem Flussdiagramm ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des Prüfstands (3). Schritte (100) bis (170) sind gleich wie in Figur 3 illustriert, auf eine separate Beschreibung wird daher verzichtet. FIG. 4 shows a further exemplary method for operating the test stand (3) in a flowchart. Steps (100) to (170) are the same as illustrated in FIG. 3, and a separate description is therefore omitted.
Allerdings wird nach erfolgtem Ermitteln neuer Prozessparameter (x'), die die aktuellen Prozessparameter (x) ersetzen, mit diesen neuen Prozessparametern (x') ein Simulationsmodell aufgerufen (180), um statt der tatsächlichen Größen (yexp) geschätzte Größen (ysim) zu ermitteln. Diese Simulation kann beispielsweise mittels bekannter Simulationsmethoden Bauteilabmessungen und/oder Verzug und/oder Schwindung der Spritzgussmasse ermitteln. However, after new process parameters (x') have been determined that replace the current process parameters (x), a simulation model is called up (180) with these new process parameters (x') in order to use estimated sizes (y sim ) to determine. This simulation can, for example, use known simulation methods to determine component dimensions and/or distortion and/or shrinkage of the injection molding compound.
Beim Spritzgießen von Thermoplasten wird der durch einen ersten Kontakt der Schmelze mit einer Wand des Werkzeugs (6) gestartete Abkühlvorgang bzw. Erstarrungsvorgang nach dem Einspritzen der Thermoplastschmelze ins Werkzeug (6) gestartet. Hier können die genannten Größen beispielsweise unter Zuhilfenahme der Tait-Gleichung ermittelt werden, die eine Veränderung einer Dichte (1/v) des erkaltenden Materials in Abhängigkeit von Druck (p) und Temperatur (T) beschreibt. Diese Gleichung ist gegeben durch
Figure imgf000017_0001
In the injection molding of thermoplastics, the cooling process or solidification process initiated by initial contact of the melt with a wall of the mold (6) is started after the thermoplastic melt has been injected into the mold (6). The variables mentioned can be determined here, for example, with the help of the Tait equation, which describes a change in density (1/v) of the cooling material as a function of pressure (p) and temperature (T). This equation is given by
Figure imgf000017_0001
Hierbei ist C eine Konstante, die für das einzusetzende Material über entsprechende Experimente bestimmt werden kann. v0(T), vt,B(T) können durch geeignete parametrisierte Funktionen gegeben sein, wie sie beispielsweise aus P. G. Tait, Physics and Chemistry of the Voyage of H.M.S. Challenger. Vol. 2, Part 4 (HMSO, London, 1888) oder F. Baumgärtner, C. Bonten, Approach for the Description of PvT Behavior of Thermoplastics at High Cooling Rates, AIP Conference Proceedings 2289, 2020 bekannt sind. Here, C is a constant that can be determined for the material to be used via appropriate experiments. v 0 (T), v t ,B(T) can be given by suitable parameterized functions, such as those from PG Tait, Physics and Chemistry of the Voyage of HMS Challenger. Vol. 2, Part 4 (HMSO, London, 1888) or F. Baumgärtner, C. Bonten, Approach for the Description of PvT Behavior of Thermoplastics at High Cooling Rates, AIP Conference Proceedings 2289, 2020 are known.
Beim Spritzgießen von Elastomeren oder Duroplasten wird das Material hingegen beim Kontakt mit einer Wand des Werkzeugs (6) nicht abgekühlt, sondern erwärmt (Werkzeugtemperatur > 150 °C), um für die Aktivierung der Vernetzungsreaktion zu sorgen. Hierbei kann die Dichteänderung, die direkt in Zusammenhang mit dem Vernetzungsgrad steht, mit Hilfe von sogenannten Vernetzungsreaktionen beschrieben werden, wie sie beispielsweise aus H. Ou, M. Sahli, T. Barriere, J. Gelin, Experimental characterisation and modelling of rheo- kinetic-properties of different silicone elastomers, Int J Adv Manuf Technol, 92, 4199 - 4211, 2017 bzw. L. Granado, R. Tavernier, G. Foyer, G. Davida, S. Cail- lol, Comparative curing kinetics study of high char yield formaldehyde- and terephthalaldehyde-phenolic thermosets, Thermochimica Acta, 667, 42 - 49, 2018 bekannt sind. Die Ermittlung einiger der geschätzten Größen (ysim) wie beispielsweise eines Füllgrads oder eines Füllfehler ist in einem Ausführungsbeispiel mit diesem Modell nicht möglich. Diese Größen lassen sich zum Beispiel mittels Kennfeldern ermitteln. In diesen Kennfeldern kann typisches Domänenwissen hinterlegt sein. Alternativ oder zusätzlich können diese Größen basierend auf den bis zu diesem Zeitpunkt experimentell ermittelten Werten geschätzt werden, beispielsweise durch einen Mittelwert all dieser Werte, oder es kann eine Gewichtung dieser experimentell ermittelten tatsächlichen Werte abhängig von einem Abstand der aktuellen Prozessparameter von denjenigen Prozessparametern, zu denen die jeweiligen experimentell ermittelten tatsächlichen Werte bestimmt wurden, erfolgen. Insbesondere ist es möglich, dass als geschätzte Werte Vorhersagen von Gaußprozessen, die anhand von tatsächlichen Größen trainiert wurden, herangezogen werden. Es kann auch vorgesehen sein, diese geschätzten Werte, sobald zukünftige tatsächlichen Werte bekannt werden, entsprechend zu aktualisieren. In the injection molding of elastomers or duroplastics, on the other hand, the material is not cooled when it comes into contact with a wall of the mold (6), but rather heated (mold temperature > 150 °C) in order to activate the cross-linking reaction. The change in density, which is directly related to the degree of crosslinking, can be described with the help of so-called crosslinking reactions, such as those described in H. Ou, M. Sahli, T. Barriere, J. Gelin, Experimental characterization and modeling of rheokinetic -properties of different silicone elastomers, Int J Adv Manuf Technol, 92, 4199 - 4211, 2017 or L. Granado, R. Tavernier, G. Foyer, G. Davida, S. Caillol, Comparative curing kinetics study of high char yield formaldehyde- and terephthalaldehyde-phenolic thermosets, Thermochimica Acta, 667, 42-49, 2018 are known. The determination of some of the estimated variables (y sim ) such as a degree of filling or a filling error is not possible in one embodiment with this model. These variables can be determined, for example, using characteristic diagrams. Typical domain knowledge can be stored in these characteristic diagrams. Alternatively or additionally, these variables can be estimated based on the experimentally determined values up to this point in time, for example by an average of all these values, or these experimentally determined actual values can be weighted depending on a distance between the current process parameters and those process parameters to which the respective experimentally determined actual values have been determined. In particular, it is possible that predictions of Gaussian processes that were trained using actual variables are used as estimated values. Provision can also be made for these estimated values to be updated accordingly as soon as future actual values become known.
Anschließend (190) wird analog zu Schritt (130) die Kostenfunktion K ermittelt, wobei die simulativ geschätzten Größen (ysim) an Stelle der experimentell ermittelten Größen (yPrn) verwendet werden. Then (190), analogously to step (130), the cost function K is determined, with the quantities (y sim ) estimated by simulation being used instead of the quantities (y Prn ) determined experimentally.
Dann (200) wird analog zu Schritt (140) mittels der Kostenfunktion K überprüft, ob die aktuellen Prozessparameter (x) hinreichend gut sind, oder nicht, wobei an Stelle des vorgebbaren Kostenhöchstwerts ein vorgebbarer zweiter Kostenhöchstwert Verwendung finden kann, der größer ist als der vorgebbare Kostenhöchstwert. Then (200), analogously to step (140), the cost function K is used to check whether the current process parameters (x) are sufficiently good or not, whereby instead of the specifiable maximum cost value, a specifiable second maximum cost value can be used that is greater than predeterminable maximum cost.
Hat die Überprüfung ergeben, dass die aktuellen Prozessparameter (x) hinreichend gut sind, so wird zurückverzweigt zu Schritt (110). Andernfalls wird zurückverzweigt zu Schritt (160). If the check has shown that the current process parameters (x) are sufficiently good, the process branches back to step (110). Otherwise, the process branches back to step (160).

Claims

Ansprüche Expectations
1. Computer-implementiertes Verfahren zum Betreiben einer Spritzgussmaschine (1), wobei abhängig von vorgegebenen Prozessparametern (x) ein geschätztes Ergebnis (ysim) ermittelt wird, das charakterisiert, wie gut ein tatsächliches Ergebnis (yexp) des Spritzgießens sein wird, und wobei mittels Bayes’scher Optimierung mit Hilfe eines datenbasierten Modells die Prozessparameter (x) variiert werden, bis ein tatsächliches Ergebnis (yexp) des Spritzgießens hinreichend gut ist. 1. Computer-implemented method for operating an injection molding machine (1), an estimated result (y sim ) being determined as a function of predetermined process parameters (x), which characterizes how good an actual result (y exp ) of the injection molding will be, and wherein the process parameters (x) are varied by means of Bayesian optimization using a data-based model until an actual result (y exp ) of the injection molding is sufficiently good.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Prozessparameter (x) so lange variiert werden, bis das geschätzte Ergebnis (ysim) hinreichend gut ist, und erst dann das tatsächliche Ergebnis (yexp) des Spritzgussmaschine erfasst wird. 2. The method according to claim 1, wherein the process parameters (x) are varied until the estimated result (y sim ) is sufficiently good, and only then is the actual result (y exp ) of the injection molding machine recorded.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das datenbasierte Modell abhängig von tatsächlichen Ergebnissen (yexp) trainiert wird. 3. The method according to claim 2, wherein the data-based model is trained depending on actual results (y exp ).
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das datenbasierte Modell auch abhängig von dem geschätzten Ergebnis (ysim) trainiert wird. 4. The method according to claim 3, wherein the data-based model is also trained as a function of the estimated result (y sim ).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das datenbasierte Modell ein Gauß-Prozess-Modell ist. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the data-based model is a Gaussian process model.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das geschätzte Ergebnis (ysim) mittels eines physikalischen Modells des Spritzgießens ermittelt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the estimated result (y sim ) is determined by means of a physical model of the injection molding.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei dann, wenn die Auswertung des physikalischen Modells bei Parametern (x) außerhalb eines vorgebbaren Bereichs erfolgen würde, das geschätzte Ergebnis (ysim) mittels des datenbasierten Modells ermittelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei das geschätzte Ergebnis (ysim) mittels eines bei den vorgegebenen Prozessparametern (x) ausgewerteten physikalischen Modells und mittels bei anderen Prozessparametern (x‘) ermittelten tatsächlichen Ergebnissen (yexp) ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zur Charakterisierung des geschätzten Ergebnisses (ysim) und/oder zur Charakterisierung des tatsächlichen Ergebnisses (yexp) Größen herangezogen werden, die geometrische Abmessungen des gefertigten Bauteils, und/oder einen Verzug des gefertigten Bauteils, und/oder eine Schwindung einer Spritzgussmasse in einem Werkzeug (6) und/oder ein Gewicht des gefertigten Bauteils und/oder optische Eigenschaften, insbesondere eine Reflektivität, des gefertigten Bauteils und/oder eine Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine Rauheit, des gefertigten Bauteils und/oder einen Füllgrad und/oder einen Füllfehler der Spritzgussmasse im Werkzeug (6) charakterisieren. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 wobei im Anschluss an das Einstellen der Prozessparameter (x) die Spritzgussmaschine (1) mit den so eingestellten Prozessparametern (x) betrieben wird. Prüfstand (3) für eine Spritzgussmaschine (1), der eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen. Computerprogramm, das eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist. 7. The method according to claim 6, wherein if the evaluation of the physical model would take place with parameters (x) outside a predeterminable range, the estimated result (y sim ) using the data-based model is determined. Method according to one of claims 6 to 7, wherein the estimated result (y sim ) is determined using a physical model evaluated for the specified process parameters (x) and using actual results (y exp ) determined for other process parameters (x'). Method according to one of the preceding claims, wherein to characterize the estimated result (y sim ) and / or to characterize the actual result (y exp ) sizes are used, the geometric dimensions of the manufactured component, and / or a distortion of the manufactured component, and /or shrinkage of an injection molding compound in a tool (6) and/or a weight of the manufactured component and/or optical properties, in particular reflectivity, of the manufactured component and/or a surface quality, in particular roughness, of the manufactured component and/or a Characterize the degree of filling and/or a filling error of the injection molding compound in the tool (6). Method according to one of Claims 1 to 9, the injection molding machine (1) being operated with the process parameters (x) set in this way following the setting of the process parameters (x). Test stand (3) for an injection molding machine (1), which is set up to carry out the method according to one of Claims 1 to 10. Computer program set up to carry out the method according to one of Claims 1 to 10. Machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 12 is stored.
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