一種操作一具有故障診斷功能的容器處理系統(tǒng)的方法
【專利摘要】操作容器處理系統(tǒng)(1)的方法，其中，容器按第一預定義方式，被該容器處理系統(tǒng)(1)的一第一處理裝置(2)處理，隨后從該第一處理裝置(2)送達該容器處理系統(tǒng)(1)的一第二處理裝置(4)，再按第二預定義方式被該第二處理裝置(4)處理，第一傳感裝置(22a，24a)記錄該第一處理裝置(2)對容器(10)處理的第一批大量第一參考特征值(RK1)，第二傳感裝置(42a，44a)記錄該第二處理裝置(4)對容器(10)處理的第二批大量第二參考特征值(RK2)；該些參考特征值(RK1，RK2)存儲在一存儲裝置(16)中，和一用于表征各參考特征值(RK1，RK2)按序產(chǎn)生的時間值，以及大量的測試特征值(PK1，PK2)一起被記錄，至少一個表征現(xiàn)在或未來系統(tǒng)錯誤的信息項(I)會基于至少一測試特征值(PK1，PK2)和至少一參考特征值(RK1，RK2)的比較結果而被輸出。
【專利說明】一種操作一具有故障診斷功能的容器處理系統(tǒng)的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種操作容器處理系統(tǒng)的方法。
【背景技術】
[0002]一直以來，容器處理系統(tǒng)在現(xiàn)有技術中已經(jīng)公知。通常這些系統(tǒng)由眾多不同裝置組成，比如包括用于將塑料預成型件塑造成塑料容器的吹塑機，貼標簽裝置，灌注機，消毒
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[0003]為了該系統(tǒng)的無故障運行，不僅需要該系統(tǒng)的各獨立裝置互相匹配，而且各裝置本身也需要無故障運行。因此可以想象，系統(tǒng)特定部分的一錯誤首先會對另一系統(tǒng)部分產(chǎn)生影響，并且直到導致系統(tǒng)停止運行才會顯現(xiàn)出來。
[0004]實踐中，在故障產(chǎn)生時，機械操作員通?？梢詰{借他們的經(jīng)驗預測出哪個系統(tǒng)部分導致了現(xiàn)在的錯誤。雖然這些錯誤是偶然發(fā)生的，然而有時是以一定幾率發(fā)生的。例如，如果總是以特別高的頻率制造和運送容器，結果是許多容器會出現(xiàn)在例如傳送帶的傳送裝置上，這時下游的裝置例如標簽機就會停止運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明的目的在于提供一種能促進或者實現(xiàn)所述故障診斷的方法和機器。本發(fā)明中是通過權利要求1中的方法和權利要求15中的容器處理系統(tǒng)實現(xiàn)的。從屬權利要求的內(nèi)容是較佳的實施方式和改進。
[0006]在本發(fā)明的一種操作容器處理系統(tǒng)的方法中，容器按照一第一預定義方式，被該容器處理系統(tǒng)的一第一處理裝置處理，隨后容器從該第一處理裝置運送到該容器處理系統(tǒng)的一第二處理裝置，接著容器按照一第二預定義方式，被該第二處理裝置處理。
[0007]進一步，第一傳感裝置被用來記錄第一批大量的第一參考特征值，該些第一參考特征值是用該第一處理裝置對容器進行處理的特征值。此外，第二傳感裝置被用來記錄第二批大量的第二參考特征值，該些第二參考特征值是用該第二處理裝置對容器進行處理的特征值。被記錄的參考特征值被存儲在一存儲裝置中。
[0008]本發(fā)明中，該些參考特征值和一時間值一起被記錄，該時間值用于分別表征各參考特征值的產(chǎn)生，而且記錄大量的測試特征值。進一步的，至少一部分的信息作為至少一測試特征值和至少一參考特征值的比較結果，從而被輸出，該信息是在決定該系統(tǒng)現(xiàn)在或將來狀態(tài)，特別是系統(tǒng)故障狀態(tài)時用于表示特性的。
[0009]然而，也可以輸出該系統(tǒng)其他狀態(tài)下的信息，比如能量消耗，產(chǎn)品生產(chǎn)能力，維護間隔期等。
[0010]這里所述的參考特征值包括可以被記錄或收集的(測量)信號，這些信號可以用于表征(參考)特征值。因此，一傳感裝置就能夠記錄用于表征一參考特征值的某一測量信號，這樣參考特征值至少以間接的形式被記錄下來。然而，也可以記錄(測量)信號而不是參考特征值。[0011]較佳地，被記錄下來的該些信號或參考特征值同其他信息存放在一起。因此，元信息以和信號相關的形式被存放。依靠該結構和信號，例如以該類型信息被存放的信息可以是描述相關位置、如方位的，機器，機器或系統(tǒng)的一個區(qū)域等的信息。而且，與機器或者加工材料名字相關的信息，或者和某一裝置或者數(shù)據(jù)類型相關的信息也可以被存放。
[0012]然而，除此以外，與某些狀態(tài)相關的符號和數(shù)字也會被分配。因此，數(shù)值I可以代表某一啤酒類型。
[0013]而且，一信息處理系統(tǒng)可以讀取進一步的元數(shù)據(jù)。比如，以某一用于表征某一容器蓋的信號為例，可以從該信息系統(tǒng)中查出與該容器蓋的制造商相關的信息，這樣有關這些信號的信息可以被進一步地提煉。因此，所述的信號具有能指明某一容器蓋來自某一制造商的提煉意義。
[0014]該時間值可以是絕對時間值，然而，也可以僅僅是和該些參考特征值相關的相對時間值，該相對時間值允許了該參考特征值和其他參考特征值相關的時間定位，比如可以記錄如下信息:某一參考特征值在時間上早于或晚于一其他參考特征值和/或在某一時間窗內(nèi)。
[0015]優(yōu)選地，在控制該容器處理系統(tǒng)的同時考慮到該些信息。因此，基于該些信息，例如該處理裝置的速度降低或提高，或者例如一警報信號會被發(fā)送給機器操作者。
[0016]由此建議特別是長時間地，特別更佳的是持續(xù)收集該些參考特征值。進一步地，在工作處理中，該些測試特征值優(yōu)選地被永久的測定，并和該些參考特征值對比。由此，比如當某一測試特征值或一組測試特征值發(fā)生偏離時就能推斷出系統(tǒng)錯誤或者處于故障狀態(tài)。也可以通過該對比方式判定是否存在會導致一定概率錯誤的不規(guī)律。
[0017]由此本發(fā)明中建議刻意地模擬，基于某一現(xiàn)有環(huán)境去判定會發(fā)生的故障的人類經(jīng)驗。
[0018]比如，在某一數(shù)值時，一預測系統(tǒng)可以做出故障相關的推斷。然而，也可以基于某一當下值，做出同該系統(tǒng)部分或一其他系統(tǒng)部分的將來故障相關的推斷。
[0019]優(yōu)選地，眾多或者所有的機器數(shù)據(jù)較佳地通過一控制系統(tǒng)(MES/LDS收集，這樣就可以比如永久地記錄機器速度，傳送帶上的容器數(shù)量，控制開關(Stauschaltern)的輸出值，溫度，機器型號，不同制造商的消耗等。例如產(chǎn)生一故障時，可以通過所述機器環(huán)狀態(tài)境判斷。
[0020]前述的特征值，比如參考特征值和測試特征值，可以是表示系統(tǒng)特性的任何特征值或信號。它們可以是直接和容器相關的特征值，比如容器的對稱度、容器的溫度、容器的材料特性等，也可以是與各個系統(tǒng)部分相關的特征值，比如傳輸速度、轉矩、溫度以及環(huán)境變量，該些環(huán)境變量幾乎不能或者根本不會被影響，比如空氣濕度、照度等。該些特征值也可以與容器中填充的介質(zhì)相關，比如液體的溫度等。
[0021]在進一步優(yōu)選的實施例中，在測定的測試特征值的基礎上對至少一所述的用于處理容器的裝置進行控制或操控。在該環(huán)境下，故障環(huán)境被更佳地認為是對理想環(huán)境的任何偏差，即不是必須是直接導致系統(tǒng)故障的錯誤。
[0022]進一步建議所有被記錄的參考特征值，較佳的是至少一部分，被整體考慮，以作為總體的信息或者情況，以便于基于這些數(shù)據(jù)，以這種方式教導機器實現(xiàn)人工智能。更特別的是，可以實現(xiàn)一神經(jīng)原網(wǎng)絡，該神經(jīng)原網(wǎng)絡被設計成或者各自表現(xiàn)為自我學習系統(tǒng)。而且，可以使用支持向量機(SVM)。一這種SVM將大量的對象或數(shù)據(jù)劃分到不同的類別中從而使該些類別的邊界周圍保持一盡可能寬的無對象區(qū)域。設置SVM的出發(fā)點是大量的對象能夠各自知曉它們的類別。這里的每一個對象被表現(xiàn)為向量空間中的一向量。
[0023]對該處理系統(tǒng)一教導過程可以是自動的或者半自動的。進一步地可以通過神經(jīng)元網(wǎng)絡或該SVM執(zhí)行現(xiàn)有數(shù)據(jù)的模式搜索。比如如果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)先前的測試特征值的某一模式，或者某一測試特征值會導致錯誤，用戶可以注意到在不久的將來某一機器極有可能會發(fā)生錯誤，或者停止運轉。通過將該些參考特征值和該些時間值進行關聯(lián)，就可以在事后確定該系統(tǒng)的某些故障和某些測試或參考特征值之間的關聯(lián)。
[0024]在這里該些特征值不僅可以是由傳感器自動收集的信號，而且也可以是從控制器處獲得的，簡單的和被運算過的值。在這方面，比如旋轉編碼器或者驅動器的類似元件可作為傳感器。該些信息，即由傳感器自動收集的信號，從自控制器出獲得的簡單的和被運算過的值等，會優(yōu)選地和一臺、幾臺或所有機器相關聯(lián)。
[0025]優(yōu)選地，至少一測試特征值和至少一參考特征值，通過同一所述傳感裝置測定。
[0026]在進一步優(yōu)選的實施例中，該些測試特征值和該些參考特征值，通過一配屬于該第一或第二處理裝置的傳感器進行測定。而且對故障狀態(tài)的檢測進行表征的信息與該第二或第一處理裝置相關。這意味著某一故障狀態(tài)，即當下狀態(tài)和理想狀態(tài)的之間的偏移，如果發(fā)生在一處理裝置中，然而故障直到另一處理裝置中才會出現(xiàn)。
[0027]總之優(yōu)選地，將與一其他機器相關的信息輸出，該其他機器不是產(chǎn)生錯誤的機器。比如如果在一下游機器處理某一容器的期間產(chǎn)生了一錯誤，將時間間隔考慮在內(nèi)，就能檢查出錯誤是否已經(jīng)在某一上游機器處理這個特定的容器時就已經(jīng)產(chǎn)生了。也可以是例如在某一機器產(chǎn)生了錯誤時，識別出多個其他的機器是以擇一的方式還是累計的方式對該故障負責。
[0028]在一進一步優(yōu)選的方法中，記錄了大量的測試特征值。因此，不再基于僅僅一測試特征值而是基于大量測試特征值進行預測，該些測試特征值的相互作用可以得出某一結論(可以用于尋找一錯誤)。也可以將大量的測試特征值和大量的參考特征值進行對比，以便于優(yōu)選地能以這種方式得出故障狀態(tài)的預測。優(yōu)選地，該些測試特征值在工作運行中被持續(xù)的和該些參考特征值進行對比，以便于判定故障環(huán)境。這里也可以對參考特征值進行調(diào)整以適應工作情況，或者在工作運行中分別進行改變。
[0029]在一進一步優(yōu)選的方法中，為了輸出信息，測試特征值和/或參考特征值被邏輯性地相互聯(lián)系起來。由此比如可以實現(xiàn)某一錯誤只可能在幾個情形下產(chǎn)生，比如，如果容器的傳送速度超過了限速，這時容器會具有某一幾何形狀。作為將該些測試特征值進行邏輯性連接，多個測試特征值，比如來自不同傳感器的，也可以被用來輸出信息。
[0030]在一進一步優(yōu)選的方法中，該些參考特征值從一組參考特征值中被選出來，該一組參考特征值包括(電學意義的)電流特征值、電壓特征值(比如電源電壓)、工作特征值(比如電機的運行或者機器消耗的能量)、壓力特征值(比如填充壓力、吹塑壓力、容器內(nèi)部的壓力等)、體積特征值(用于描述比如容器體積、填充體積和/或容積)、溫度特征值(比如霍爾溫度、填充材料溫度、電機溫度，和/或機器溫度)、體積流量特征值(用來確定下述流量匕如空氣、水、熱量、油、化學試劑和/或產(chǎn)品)、質(zhì)量流特征值(比如原材料，如小麥的流量)、質(zhì)量濃度特征值、速度特征值(比如傳送帶的速度或者被傳送的容器的速度)、重量值(比如瓶子的重量或包裝的重量)、pH值(比如水或酸性物質(zhì)的pH值)、力特征值(比如推動力)、轉矩特征值、沖量特征值(111￥111181^1111￥61^6)、功率特征值(比如涉及一機器功率)、數(shù)量特征值、時間特征值(比如每個信號的信號時間、一天的時間、一個時區(qū)、一個工作日或一個季度)、型號特征值(比如當前瓶子的型號、容器型號、包裝型號或者產(chǎn)品型號)、操作工干預、其他特征值(比如表觀功率、電阻/Vol、白利糖度(Brix)、自動指導操作步驟設計邏輯(Plato)、希沃特(Sievert)、導納(Siemens )、等級、濕度)，以及它們的結合等。
[0031]也可以判定周期或頻率特征值(比如每分鐘填充次數(shù)，每小時容器的數(shù)量，每妙的瓶子數(shù)量或者每小時的封口次數(shù))，或者比例特征值(比如輸出的百分比或者各類別的分配比例)。
[0032]還可以記錄下述與幾何尺寸有關的值，例如長度、寬度或高度，作為特征參考值。這些值可以是例如機器之間的傳送帶的長度，包裝盒和/或容器的尺寸或者高度數(shù)字(t匕如海拔高度)。
[0033]由此，信息從處理系統(tǒng)中被收集起來，其中優(yōu)選地，傳感裝置或控制器的可用的任何信息都會被收集。
[0034]進一步可以分類這些信息，比如分成速度信息(和系統(tǒng)以及傳送帶相關)，與溫度有關的信息、與電壓有關的信息、電流、功率、工作、故障、計數(shù)模式等。
[0035]在一進一步優(yōu)選的方法中，當該容器處理系統(tǒng)中有一錯誤的時候，用于表征該錯誤的參考特征值會被確定并存儲。比如如果發(fā)生了一個故障，對該故障的分析會被優(yōu)選地執(zhí)行，由此通常可以找到一臺或多臺引起故障的機器。這樣就可以完全自動地執(zhí)行。這里就可以停止與一機器或多個( 有問題的)機器相關的故障。
[0036]一旦與多個不同故障，或者錯誤狀態(tài)有關的參考特征值被記錄在一數(shù)據(jù)庫中，并且較佳地將這些信息存儲著，該系統(tǒng)會在進一步的運行中尋找異常。此處也可以將該些信息和一肇事機器產(chǎn)生聯(lián)系，較佳地可以執(zhí)行對異常的分析。
[0037]在一進一步優(yōu)選的方法中，該些測試特征值或參考特征值通過統(tǒng)計方法被運用。為此，優(yōu)選地使用統(tǒng)計方法以便于從獲得的數(shù)據(jù)或參考特征值或測試特征值中推斷出模式。如果這些模式在某一故障時間內(nèi)，比在其他時間更頻繁地出現(xiàn)，那么可以得出錯誤產(chǎn)生的結論。故障的時間被計算后，同時特別地顧及到引發(fā)錯誤的機器的傳送速度。也可以顧及到獨立機器之間的路程時間。進一步也可以重復使用某一參考特征值，并確定一平均值，由此可以通過和這個平均值對比，來檢查是否某一測試特征值落入預估的正常范圍。
[0038]在一進一步優(yōu)選的方法中，在一較早時間點，某一上游設備測定的測試特征值，和在某一下游設備測定的測試特征值產(chǎn)生聯(lián)系。
[0039]如果某一錯誤在一下游設備被測定到，就要考慮到在該先前的機器上處理容器的一預定時間，而且要檢測該先前的機器的對應值。
[0040]此處優(yōu)選地將容器在該些處理裝置之間的路程時間納入考慮。
[0041]此處運算獲得的時間期限以一種模糊值進行檢索，即不僅檢查確切的時間點，也檢測這些時間點附近的時間。也可以通過一預定的模糊值檢索收集的測試特征值。除此之外，不只是產(chǎn)生錯誤的機器的信息，鄰近機器的信息也會被搜尋。而且此處也是通過模糊值進行檢索。
[0042]進一步地,可以采用啟發(fā)式算法(heuristics),即基于經(jīng)驗的技術來解決問題。這也可以用來影響數(shù)值或者各模糊值。
[0043]如果系統(tǒng)或各處理系統(tǒng)檢測到某些模式，這些模式會被記住。如果這些模式(更頻繁地)出現(xiàn)在參考特征值中，即在信息流中，那么相應的動作會被觸發(fā)，比如會向機械操作
工輸出警告。
[0044]在很多機器和很多模式中，可以定義“可疑模式”這一級別，“可疑模式”的產(chǎn)生會導致級別的升級，或者分別導致某一故障環(huán)境。這一級別可以體現(xiàn)，并被用來對操作工進行及時警告，該警告有關于該處理系統(tǒng)，或者該時刻各運行的危險程度。
[0045]在一進一步優(yōu)選的方法中，該系統(tǒng)可以分析模式，并可以向用戶提供改進策略。在這種情況下，半自動和全自動的方法都可以被考慮。如果某些模式例如被推斷為單獨類別，比如由增速導致故障的頻率增加，系統(tǒng)會運算出最優(yōu)的速度。此處該些模式優(yōu)選地被認為是多個測試特征值。在這種情況下，以該種方式從容器處理系統(tǒng)收集的測試特征值和參考特征值，被持續(xù)地用作控制裝置的反饋和模式搜尋的信息。如果故障的準確模式被檢測到，該統(tǒng)可以介入，比如短時間內(nèi)減少速度，以便于在發(fā)生前避免故障。這樣，實現(xiàn)了預先的故障排除。
[0046]此處不僅要使用到同一類別的信息，還要考慮到不同值之間的結合來來評估錯誤模式，在此基礎上檢測故障的出現(xiàn)。比如如果某一傳送帶上的速度高了，該傳送帶上的瓶子數(shù)量就會變少，并且該些瓶子可以具有某一類別(比如0.5PET)，那么數(shù)量增加的故障會發(fā)生。通過這些大量信息，模式被自動地搜尋和關聯(lián)，其中優(yōu)選地整合啟發(fā)式算法。優(yōu)選地，如前文所述，人工智能的方法也被運用，以便于檢測模式。這個方法可以自動地通過故障分析形成。
[0047]在一進一步優(yōu)選的方法中，該處理系統(tǒng)有至少三個處理容器的裝置。優(yōu)選地，至少一處理裝置從一組裝置中被選出來，這些裝置包括用于將塑料預成型件成型為塑料容器的成型裝置、灌裝容器的填充裝置、傳送容器的傳送裝置、消毒容器的消毒裝置、用蓋子封閉容器的封口裝置、給容器貼標簽的貼標簽裝置，以及它們的結合等。
[0048]如前文所述，對于測試特征值和參考特征值的關聯(lián)，一模糊等級被優(yōu)選地考慮到。因此優(yōu)選地，采用一模糊邏輯(fuzzy logic),其中，如前文所述,該模糊等級可以和時間期限以及和的記錄數(shù)值進行相關考慮。
[0049]此處所述的方法的結果就是，即使在大量系統(tǒng)部分互相聯(lián)系時，通過檢測故障和肇事機器，實現(xiàn)了機器和系統(tǒng)的改進。這些信息被用來檢測某些機器類型和機器結構的一般故障頻率。每種機器類型的故障率可以提供進一步改進的指示，也可以導致品質(zhì)指標的提高。進一步的，一種服務，特別是一基于網(wǎng)絡的服務可以用來使系統(tǒng)優(yōu)化，該服務基于故障分析，能向機器操作者建議顯著的改進。該改進比如可以是一個建議，該建議提示從某一供給裝置來的消耗品只達到了有限程度的效率。
[0050]優(yōu)選地，容器處理中的故障，比如在灌裝操作中，也可以通過一操作數(shù)據(jù)集被記錄和存儲。此處的故障也可以被各系統(tǒng)操作員自動檢測到。如果一超出了某一限制(比如一系統(tǒng)超過10分鐘的停止工作)的故障發(fā)生在某一系統(tǒng)，一錯誤記錄被優(yōu)選地創(chuàng)建，該錯誤記錄也列出發(fā)生在上游系統(tǒng)部件的錯誤，而且也優(yōu)選地列出處理系統(tǒng)的運行狀態(tài)和進一步的信息。優(yōu)選地，該記錄是機器可讀的(machine-readable),且能和系統(tǒng)制造商通過電子形式進行聯(lián)系。[0051]通過信息的形式，故障的原由也被檢測到。這可以通過某些方法執(zhí)行，且依靠一主機、一流水線生產(chǎn)的機器過程、故障類型(缺陷、堵塞、本身故障等)和發(fā)生時間。機器制造商可以將故障或錯誤狀態(tài)與各系統(tǒng)部件的運行狀態(tài)(比如在任務數(shù)量的基礎上)關聯(lián)起來，由此對每種機器類型進行檢測出給出故障頻率最高的肇事機器名單。這些信息被優(yōu)選地連接到SAP，以便于編譯一致的數(shù)據(jù)清單。
[0052]這些故障頻率的名單可以進一步提供機器的系統(tǒng)弱點的線索，且由此提供了改進的可能性。這樣，一持續(xù)的改進程序可以開始并持續(xù)，或者各自估量。也可以創(chuàng)建大量機器的質(zhì)量特征值，以便于找到系統(tǒng)中最薄弱的機器。
[0053]此處建議一方法的較佳地程序，最初該些參考特征值或信號可以被記錄，特別是可以循環(huán)方式讀入。接著，獲得的數(shù)據(jù)可以被壓縮，但是數(shù)據(jù)的內(nèi)容還是被較佳地保留著。在進一步的步驟中，數(shù)據(jù)可以特別在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)被存儲。
[0054]在分析的背景下，機器的狀態(tài)，例如主機故障可以被檢測。該故障的原因(該機器引起的故障和上游機器引起的故障)也可以被檢測出。此處也可以為了進行分析檢測各個分析所需的參考特征值或信號，該檢測可以在預定的時間和/或空間范圍內(nèi)完成。這樣，可以得出各單獨機器的時間軸之間的區(qū)別，該時間軸是在故障出現(xiàn)和無故障運行之間的時間軸。這樣，為了檢測一起因的時間范圍，將兩個或更多的機器之間的路程時間也納入考慮。在機器的分析范圍下，與機器以及機器區(qū)域相關的信號信息，可以在故障發(fā)生的時間環(huán)境或故障區(qū)域內(nèi)被分析。而且，也可以檢測是否有某個故障或者某組故障出現(xiàn)頻率高，例如，與生產(chǎn)環(huán)境，或者機器的重置狀態(tài)有關的故障。
[0055]也可以顯示某些頻繁發(fā)生的事。如果信號間或者特征值之間，出現(xiàn)了大量的頻繁發(fā)生的事(相互關系)，這些頻繁發(fā)生的事會被顯示。
[0056]由此，比如故障基本產(chǎn)生在10點和11點之間，這一信息可以被輸出。
[0057]優(yōu)選地，這些結果由人進行評估。例如，結果可能是一打包機導致了在上午8點到10點之間的多次停機，或者在溫度超過30° (30Grad)時系統(tǒng)發(fā)生更多的故障。這現(xiàn)在就歸功于操作員工對當前環(huán)境的分析和剔除。
[0058]而且，基于本發(fā)明中的方法，系統(tǒng)也可以半自動或者全自動被控制。
[0059]例如如果確認機器X頻繁發(fā)生故障，如果信號或特征值I具備某一等級和某一趨勢，以及如果信號或者特征值2具有某一等級，然后這可以如下規(guī)劃:
[0060]信號I (等級，趨勢)和信號2 (等級)一機器X (功率下降的趨勢)
[0061]在所發(fā)現(xiàn)的相互關系的基礎上，用戶可以預先確定如何控制信號以使功率下降的可能性。這意味著用戶可以通知該系統(tǒng)進行可行的控制。通過該系統(tǒng)可以判斷該系統(tǒng)的哪個參數(shù)可以被使用，以便于改進該輸出信號的趨勢或者等級。
[0062]由此，如果輸出信號落入可以最小化系統(tǒng)功率的范圍內(nèi)，軟件可以優(yōu)選地修改輸
出信號。
[0063]基于具有降低功率但提高生產(chǎn)效率的運行狀態(tài)，可進行產(chǎn)量分析。
[0064]本發(fā)明進一步涉及到一容器處理系統(tǒng)，該容器處理系統(tǒng)包括以一第一預設方式處理容器的一第一處理裝置，以及以一第二預設方式處理容器的一第二處理裝置，在沿容器傳送的方向上，該第二處理裝置設置在該第一處理裝置后。進一步，該容器處理系統(tǒng)還設置有一用于記錄至少一第一參考特征值的第一傳感裝置以及一用于記錄至少一第二參考特征值的第二傳感裝置，該第一參考特征值用于表征該第一處理裝置對容器的處理，該第二參考特征值用于表征該第二處理裝置對容器的處理；該容器處理系統(tǒng)還設置有一用于存儲特征值的存儲裝置，該存儲裝置被設計成，能允許時間值和參考特征值產(chǎn)生聯(lián)系，該時間值用于表征該些參考特征值產(chǎn)生的時間點或時間段。
[0065]本發(fā)明中，設置有一比較裝置，該比較裝置允許記錄的測試特征值和參考特征值的對比。還有一處理裝置，該處理裝置用于基于對比，輸出至少一條表示現(xiàn)狀的判定，或者將來系統(tǒng)故障情景的特性的信息。
[0066]由此建議相對于該裝置設置一系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許對當前(可以是過去和/或將來)錯誤狀態(tài)的分析，或者允許通過一不會導致錯誤頻率提高的輸出，對飲料灌注系統(tǒng)的運行進行的分析。
[0067]進一步的優(yōu)選和實施例表現(xiàn)在附圖中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0068]圖1展示了本發(fā)明中容器處理系統(tǒng)的一可行實施例。
[0069]圖2展示了一基于本發(fā)明的問題的示意圖。
[0070]圖3a，3b展示了本發(fā)明的方法。
[0071]圖4展示了一時間關系的示意圖。
[0072]圖5展示了一時間關系的示意圖。
[0073]圖6展不了一時間關系的進一步不意圖。
[0074]圖7a_7c展示了三幅時間關系的示意圖。
[0075]圖8a，8b展示了兩幅機器關系的示意圖。
[0076]圖9a_9c展示了兩幅時間效應的示意圖。
[0077]圖10展示了值的關系的示意圖。
【具體實施方式】
[0078]下面舉出較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。
[0079]圖1展示了本發(fā)明中容器處理系統(tǒng)I的一可行實施例。容器處理系統(tǒng)I包括一用于處理容器10的第一處理裝置2，此處的容器10是塑料預成型件10。具體地，第一處理裝置2是用于加熱塑料預成型件10的爐，同時塑料預成型件10通過一傳送裝置22傳送穿過。為此，爐包括多個加熱元件24，例如紅外加熱元件，也可以是微波裝置。標記22a和24a表示用來檢測加熱過程中的特征變量的傳感裝置。由此，傳感裝置22a可以是傳送裝置22的控制器，并且通過這種方法用來測定例如塑料預成型件的傳送速度，在加熱裝置2中的停留時間等。裝置24可以例如是用于測定獨立元件24溫度的溫度測量裝置，或者可以是例如用于無接觸的測定塑料預成型件的溫度。
[0080]加熱過程后，塑料預成型件可以借助另一處理裝置8，此處可以是一消毒裝置，進行消毒。由此，標記82a相應地表示用于在消毒過程中測定特征的一傳感器，該些特征值比如消毒的環(huán)境，消毒劑的溫度等。標記84表示將塑料預成型件供給到消毒裝置8的供給裝置。
[0081]標記4通常表示一處理裝置，例如用于將塑料預成型件成型為塑料容器的成型裝置。此處的該裝置可以具有多個成型工位44，該些成型工位此處設置在一相連的支架42上(特別是一可轉動的吹塑輪)，而且圍繞該支架旋轉。標記42a在此表示為一傳感裝置，該傳感裝置輸出表示塑料預成型件傳送特征的數(shù)據(jù)，例如轉速、位置值等。
[0082]標記84表示用于將容器傳送到該處理裝置8的傳送星輪。通過傳感裝置可以讀取傳送的特征。標記44a表示一個或多個傳感器，該些傳感器輸出有關成型過程特征的特征值，例如加壓空氣的流量、吹塑空氣閥的開啟時間、壓力等。該些塑料預成型件通過一供給裝置46被供給到第二處理裝置，且通過一卸載裝置48被卸載。再一次的，可以設置抓持元件45，用于抓持塑料容器。在這種情況下，可以設置用于評估傳送過程的傳感裝置(未示出)。
[0083]標記6表示另一個處理裝置，該處理裝置用于灌裝成型后的塑料容器。此處也設置有一包括多個灌裝元件61的支架62,還有驅動裝置65以及傳感裝置65a,該傳感裝置65a用于獲得處理的特征數(shù)據(jù)，例如需要灌裝的產(chǎn)品的流量、被灌裝的產(chǎn)品的溫度等。標記64再次表示為用于供應空容器的供應星輪，標記66表示為用于卸載灌裝好的容器的卸載星輪。
[0084]標記12表示另一處理裝置，該處理裝置例如用于封閉例如灌裝好的容器的。這表示另外可以設置進一步的處理裝置，例如用于給容器貼標簽的標簽部件，用于傳送容器的傳送裝置等。標記20表示用于控制該容器處理系統(tǒng)的控制裝置。此外，各獨立的處理裝置可以具有自己的控制裝置。
[0085]也可以使得該容器處理系統(tǒng)各獨立處理裝置，進行互相的互鎖或同步，即以互相匹配的速度運行。而且，也可以在獨立處理裝置之間設置緩沖裝置，該些緩存裝置能抵消處理裝置短期的故障。該些緩沖裝置也能包括傳感裝置，而這些傳感裝置的數(shù)據(jù)也可以被讀取。也可以設置當前緩沖裝置中的容器的數(shù)量為特征值，或者測定緩沖裝置中容器數(shù)量隨著時間的變化。
[0086]圖2展示了一基于本發(fā)明的問題的示意圖。X軸表示系統(tǒng)速度，Y軸表示每小時生產(chǎn)的容器的實際數(shù)量?？梢钥吹矫啃r的產(chǎn)量隨著速度增加而增加。然而，隨著加工速度的增加，故障的數(shù)量也提高了。這意味著系統(tǒng)總體的產(chǎn)量也減少了。
[0087]本發(fā)明的目標在于推斷出這故障關系，并控制系統(tǒng)以實現(xiàn)最優(yōu)效果。
[0088]為此可以使得獨立傳感裝置或容器處理系統(tǒng)的信息被持續(xù)地，用作模型搜尋信息的反饋使用。例如如果一個故障的明確模式被檢測到，系統(tǒng)會短時間內(nèi)阻礙或減少速度，以便于防止可能在第一位置引發(fā)的錯誤。這樣，實現(xiàn)了預測故障的消除。
[0089]圖3a，3b以原理圖的方式展示了本發(fā)明的方法。在操作中，獨立傳感裝置22a，24a，42a等的數(shù)據(jù)集被間歇地，或持續(xù)地測量，且以參考特征值RKl (Tl)，RK2 (Tl)，RK3(Tl)和RKn (Tl)的形式被存儲進存儲裝置16。獨立參考特征值RKl到RKn和被測量的時間Tl相關。在一另一時間T2，對應的參考特征值被記錄并存儲進存儲裝置16。這樣獲得了從參考特征值RKl到RKn的多個數(shù)據(jù)集。
[0090]標記RKl (T3)到RKn (T3)表示機器產(chǎn)生錯誤狀態(tài)前和/或產(chǎn)生錯誤狀態(tài)時記錄的參考特征值。如果有必要，在持續(xù)狀態(tài)下可以使新記錄的參考特征值代替舊的值。
[0091]如果需要，加工裝置18能以使參考特征值RKl到RKn分別與同一容器相關的方式，使得各獨立參考特征值RKl到RKn聯(lián)系起來。例如，由此可以使得和同一處理的容器相關的參考特征值值RK2 (T3)，以及參考特征值RKl (Tl)聯(lián)系起來。
[0092]如圖3所示，測試特征值PKl (T)到PKn (T)在稍后的時間點被記錄。獨立測試特征值PKl (T)到PKn (T)被傳送到一比較裝置15，比較裝置15可以是存儲裝置16的一部分。在比較的過程中，可能產(chǎn)生故障前的參考特征值相似的某一狀態(tài)。相應地，預測到將要發(fā)生故障的信息，會憑借加工裝置18和顯示裝置輸送給用戶。也可以使得系統(tǒng)自動回應，并減少系統(tǒng)的輸出變量。
[0093]圖4展示了一時間關系的示意圖。比如，可以使得被一處理裝置4處理過的容器，在五分鐘后被該第二處理裝置6處理。這樣就能使得同一容器提前五分鐘被該第一處理裝置2b處理，或者提前十分鐘被一第二處理裝置2a處理。此處的處理裝置2b可以是圖1中的爐，該容器處理裝置2a可以是用于制造塑料預成型件的制造裝置。也可以將在某一時間點記錄的該處理裝置4的一參考特征值，與四或十分鐘前在該處理裝置2a或2b產(chǎn)生的、標記同一容器或同一組容器的另一參考特征值聯(lián)系起來。另外也可以另一方式重組圖3a中的特征值，在該方式下，盡管該些特征值對應的時間不同，仍舊能夠標記各個進行過相同處理的容器或進行過相同處理的容器組。
[0094]為了產(chǎn)生這些關聯(lián)，可以同時記錄容器各自的傳送速度，并且也考慮到在某一段時間內(nèi)的傳送速度和整體速度，從而實現(xiàn)將獨立的參考特征值之間產(chǎn)生關聯(lián)。
[0095]通常，計數(shù)器值、速度、控制參數(shù)、狀態(tài)和錯誤，即傳感器自動獲得的信號、經(jīng)控制器運算過的簡單的值等，可以被作為輸出信號或者參考特征值。這些信息可以與一處理裝置，幾個處理裝置或者所有處理裝置關聯(lián)。由此也可以對獨立信息分類，比如分為速度值(系統(tǒng)的速度，傳送帶的速度等)、溫度、電壓、電流、功率、工作、故障狀態(tài)、計數(shù)器狀態(tài)、空氣濕度(標簽)、走道亮度(檢驗機器、光學傳感器)、紅外吸收(預成型件)等。
[0096]憑借工藝或各自的處理裝置，可以不同的控制都有可能進行。于是，比如一機器的速度可以被修正，或者機器參數(shù)，例如吹塑機的溫度、吹塑機的壓力或灌裝機的灌裝速度等也可以被修正。通知控制人員或拒收消耗品也可實現(xiàn)控制的可能。
[0097]獨立的測量值、信號、控制變量被分別作為值或參考特征值，該些參考特征值中的一個或多個通常會對其它值產(chǎn)生影響。這些影響多數(shù)借助于一時間關系產(chǎn)生。此處的時間關系可以是常量，或者是隨一因素，如機器速度，而改變的其它值。
[0098]圖5展示了一時間關系的整體示意圖。由此，例如此處被作為值I和值2的輸入值，它們互相以受到時間限制的趨勢與其他輸出值產(chǎn)生結合，該輸出值此處為值3。例如如果有某一值1，且在某一時間段另外產(chǎn)生了一值2，那么有一定概率會產(chǎn)生值3。這種情況下，值1、2和3可以出現(xiàn)在同一處理裝置中，然而也可以使得該些值產(chǎn)生在一處理裝置，在另一處理裝置中產(chǎn)生某些值(值3)。
[0099]此處的時間關系可以是常量，或者是隨一因素，如機器速度，而改變的其它值。通常該些輸入者互相以受到時間限制的趨勢與其他輸出值產(chǎn)生結合。該關系解釋為例如，吹塑機故障，和將來的整個系統(tǒng)或吹塑機的能耗之間的關系。此處可以通過故障或阻塞的方式，來確定吹塑機的實際功率以及暫停關聯(lián)。
[0100]圖6展示了該時間關系的示意圖。此處，X軸表示系統(tǒng)時間，Y軸表示任意裝置的能耗。系統(tǒng)的能源或者能耗在每次機器暫停后減少，機器暫停此處表示為點P。在用范圍BI和B2表示的長暫停中，能耗幾乎降到“O”。由此能耗和錯誤之間有著直接的相關性。這樣可以根據(jù)吹塑機的錯誤，例如出口處的阻塞，做出相關于將來要消耗的能量的推斷(多數(shù)幾分鐘后)，例如出口處的阻塞。
[0101]圖7a_7c展示了三幅這些關系的示意圖。如圖7a所示，可以從吹塑機參考特征值和吹塑機故障的特征值判斷，在一預定的時間后，吹塑機的能耗會下降。該時間常量可以再次是機器速度的結果。
[0102]如圖7b所示，也可以基于表示吹塑機故障的參考特征值，預測吹塑機的產(chǎn)量在將來會下降。此處機器速度也被用來作為確定時間常量的基礎。
[0103]也可以基于機器在一時間常量的能耗，提供關于吹塑機產(chǎn)量變化的信息。(參見圖7c)
[0104]圖8a, 8b,以及圖9a_9c展示了灌裝機的產(chǎn)量和標簽機的產(chǎn)量之間的比較關系。該關系特別是在灌裝系統(tǒng)的一流水線生產(chǎn)情況下運用，該灌裝機設在該貼標簽機的上游。
[0105]如圖9a所示，在一段時間或時間常量后，一灌裝機產(chǎn)量的減少會對一貼標簽機產(chǎn)量的減少產(chǎn)生影響。該時間常量是該機器速度的結果。
[0106]圖8以時間表的形式展示了關系。此處，對一貼標簽機產(chǎn)率的測量，通過正方形表示的測量值表示。用菱形表示灌裝機產(chǎn)率的測量值。虛線箭頭Pi分別指示了灌裝機產(chǎn)量的增加或減少的方向。在依賴于該產(chǎn)量的某一段時間后，該貼標簽機對應的增加和減少也會產(chǎn)生(箭頭2)。基于該關系，可以確定前述的時間常量。
[0107]如時間點A所示,該貼標簽機的產(chǎn)量意料之外地下降了。這時在時間常量后,產(chǎn)量應該在六分鐘后減少，而不是在三分鐘后已經(jīng)減少。在時間點B，瓶子緩沖器會變空。由于在時間點A發(fā)生的故障，延遲長于通常的6分鐘直到在時間點B發(fā)生下降。
[0108]此處也可以留意顯示為參考特征值的灌裝機值，以及作為測試特征值的貼標簽機數(shù)據(jù)。然而，優(yōu)選地，一些顯示的該灌裝機的值和一些該貼標簽機的值，被分別作為參考特征值和至少一其他的值，較佳地，多個該灌裝機的值或該標簽機的值作為測試特征值，以便于如圖中的時間進度的方式顯示。根據(jù)在這種方式下獨立的值也被對比(基于時間只是)這一事實，參照被建立了。
[0109]圖8b，9b和9c展示了關系相反作用。在圖8中的時間點A表示該貼標簽機的產(chǎn)量下降，而灌裝機也相應變化。這種關系被表示在圖9b中。如果該貼標簽機的產(chǎn)量下降，該灌裝機的產(chǎn)量也會在一預定時間常量后下降，該時間常量也是隨著機器速度變化。
[0110]而且，通常在貼標簽機產(chǎn)量的下降比昂起該標簽機的產(chǎn)量快速增加后，該灌裝機會回到一錯誤狀態(tài)，這一關系也可以被確立。該關系在該時間段B中被顯示，在該時間段B中，短暫暫停后，隨著該貼標簽機的產(chǎn)率增加，該灌裝機的產(chǎn)率下降。這一行為可以通過分析數(shù)據(jù)確認，且可以被檢查。
[0111]圖9c顯示了這種關系。此處，該標簽機產(chǎn)量下降和該灌裝機產(chǎn)量快速增加的這兩個數(shù)據(jù)元素，被互相聯(lián)系起來，并和時間常量一起評估。結果是灌裝機的產(chǎn)率下降。
[0112]如果基于前述的參考特征值，該行為的模式被檢測到，就會做出更慢啟動該灌裝機的嘗試。
[0113]進一步地，前文提到和描述過的各結果可以被聯(lián)系成一張整體圖。這些在圖10中以一非常概要的形式展示。此處，可以如圖中左邊部分那樣，將各獨立的行為模式互相聯(lián)系，如果需要，可以是進一步的聯(lián)系操作，例如時間常量，也可以是參考特征值。由此，例如在一第一步驟中，信息111、112和113可以被輸出，并輪流和參考特征值聯(lián)系，或者互相聯(lián)系，以便于以這種方式達到狀態(tài)121和122。這樣，小結構裝置可以互相聯(lián)系，并產(chǎn)生一更大的關系。
[0114]由此，整個容器處理系統(tǒng)可以被分析和最優(yōu)化，且在這種方式下錯誤可以被避免。由此，比如能耗可以被預測，錯誤可以被避免，系統(tǒng)可以在更有效率的狀態(tài)下運行。為此也可以創(chuàng)建對應的算法，或者在容器處理系統(tǒng)運行時，分別半自動或自動采用這些算法。
[0115]本申請文件的所有特征，只要單獨或者結合相對于現(xiàn)有技術是新穎的，都可以因為其對本發(fā)明重要而要求權利。
[0116]參考標記
[0117]1容器處理系統(tǒng)
[0118]2第一處理裝置
[0119]2a第二處理裝置
[0120]2b第一處理裝置
[0121]4第二處理裝置
[0122]6另一個處理裝置
[0123]8處理裝置(消毒裝置)
[0124]10容器(塑料預成型件)
[0125]12用于對已灌裝的容器貼標簽的處理裝置
[0126]15比較裝置
[0127]16存儲裝置
[0128]18加工裝置
[0129]20控制裝置
[0130]21傳送裝置
[0131]22a傳感裝置
[0132]24加熱元件
[0133]24a傳感裝置
[0134]42支架
[0135]42a傳感裝置
[0136]44成型工位
[0137]44a一個或多個傳感裝置
[0138]45抓持元件
[0139]46供給裝置
[0140]48卸載裝置
[0141]61灌裝元件
[0142]62支架
[0143]64供給星輪
[0144]65驅動裝置
[0145]65a用于接收特征數(shù)據(jù)的傳感器
[0146]66卸載星輪[0147]82a傳感裝置
[0148]84供給裝置
[0149]PKl, PK2測試特征值
[0150]RKl, RK2, RKn參考特征值
[0151]T1，T2，T3時間點
[0152]Α,Β時間點
[0153]P點
[0154]BI, Β2范圍
[0155]PI, Ρ2箭頭
[0156]L功率
[0157]I信息
【權利要求】
1.一種操作容器處理系統(tǒng)(I)的方法，其中，容器按照一第一預定義方式，被該容器處理系統(tǒng)(I)的一第一處理裝置(2)處理，隨后容器從該第一處理裝置(2)運送到該容器處理系統(tǒng)(I)的一第二處理裝置(4)，接著容器按照一第二預定義方式，被該第二處理裝置(4)處理，第一傳感裝置(22a，24a)被用來記錄一第一批大量的第一參考特征值(RKl )，該些第一參考特征值是用該第一處理裝置(2)對容器(10)進行處理的特征值，此外，第二傳感裝置(42a，44a)被用來記錄第二批大量的第二參考特征值(RK2)，該些第二參考特征值是用該第二處理裝置(4)對容器(10)進行處理的特征值；被記錄的參考特征值被存儲在一存儲裝置(16)中， 其特征在于，該些參考特征值(RK1，RK2)和一時間值一起被記錄，該時間值用于分別表征各參考特征值(RK1，RK2)的產(chǎn)生，而且記錄大量的測試特征值(PK1，PK2)，至少一部分的信息(I)作為至少一測試特征值(PK1，PK2)和至少一參考特征值(RK1，RK2)的比較結果，從而被輸出，該信息是在決定該系統(tǒng)現(xiàn)在或將來狀態(tài)時用于表示特性的。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，至少一測試特征值和至少一參考特征值，通過同一所述傳感裝置測定。
3.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，至少一處理裝置(2，4)根據(jù)該些信息被控制。
4.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，該些測試特征值和該些參考特征值，通過一配屬于該第一或第二處理裝置(2)的傳感裝置進行測定，而且對故障狀態(tài)的檢測進行表征的信息與該第二或第一處理裝置相關。
5.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，大量的測試特征值被記錄。
6.如權利要求4所述的 方法，其特征在于，大量的測試特征值和大量的參考特征值被進行對比。
7.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，該些測試特征值被持久與該些參考特征值對比。
8.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，許多測試特征值和參考特征值被邏輯性地相互聯(lián)系起來。
9.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，該些參考特征值從一組參考特征值中被選出來，該一組參考特征值包括電流特征值、電壓特征值、溫度特征值、速度特征值、轉矩特征值、沖量特征值、功率特征值、數(shù)量特征值、時間特征值以及它們的結合坐寸ο
10.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，當該容器處理系統(tǒng)(I)中有一錯誤的時候，用于表征該錯誤的參考特征值會被確定并存儲。
11.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，該些測試特征值或參考特征值通過統(tǒng)計方法被運用。
12.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，在一較早時間點，在某一下游設備(4)測定的測試特征值，和某一上游設備(2)測定的測試特征值產(chǎn)生聯(lián)系。
13.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，容器(10)在該些處理裝置(2，4)之間的路程時間被納入考慮。
14.如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，至少一處理裝置從一組裝置中被選出來，這些裝置包括用于將塑料預成型件成型為塑料容器的成型裝置、灌裝容器的填充裝置、傳送容器的傳送裝置、消毒容器的消毒裝置、用蓋子封閉容器的封口裝置、給容器貼標簽的貼標簽裝置，以及它們的結合等。
15.如如前述權利要求中的至少一項所述的方法，其特征在于，對于測試特征值和參考特征值的關聯(lián)，一模糊等級會被考慮到。
16.一種容器處理系統(tǒng)(1)，以一第一預設方式處理容器(10)的一第一處理裝置(2)，以及以一第二預設方式處理容器的一第二處理裝置(4)，在沿容器(10)傳送的方向上，該第二處理裝置(4)設置在該第一處理裝置(2)后，該容器處理系統(tǒng)還包括一用于記錄至少一第一參考特征值(RKl)的第一傳感裝置(22a, 24a)該第一參考特征值用于表征該第一處理裝置(2)對容器(10)的處理，該容器處理系統(tǒng)還包括一用于記錄至少一第二參考特征值(RK2)的第二傳感裝置(42a，44a)，該第二參考特征值用于表征該第二處理裝置(4)對容器(10)的處理；該容器處理系統(tǒng)還設置有一用于存儲特征值的存儲裝置(16)，其中，該存儲裝置(16)被設計成，能允許時間值和參考特征值產(chǎn)生聯(lián)系，其中，該些時間值用于表征該些參考特征值(RK1，RK2)產(chǎn)生的時間點或時間段； 其特征在于，設置有一比較裝置(15)，該比較裝置允許記錄的測試特征值(PK1，PK2)和參考特征值的對比，還有一加工裝置(18)，該加工裝置用于基于對比，輸出至少一條表示現(xiàn)狀的判定，或者將 來系統(tǒng)故障情景的特性的信息(I )。
【文檔編號】G05B19/418GK103547511SQ201280019266
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年4月5日 優(yōu)先權日:2011年4月18日
【發(fā)明者】福爾克爾·格林 申請人:克朗斯股份公司