DE10040731A1 - Controling automated production process involves running virtual model with limited number of production parameters stored with real interdependencies determined from the process - Google Patents

Controling automated production process involves running virtual model with limited number of production parameters stored with real interdependencies determined from the process

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Abstract

The method involves is running a virtual model of the production process in a computer, whereby only a limited number of preferably fewer than 4 production parameters are stored with real interdependencies determined previously using the production process. The input of influencing parameters into the virtual model gives a prediction of parameters that can be achieved as demand values of the real process using these influencing parameters. The method involves measuring quality and/or quantity-related production parameters and influencing parameters and controling the production process depending on the measurement values using a process computer. A virtual model of the production process is formed and operated in the computer, whereby only a limited number of preferably fewer than 4 production parameters are stored with real interdependencies determined previously using the production process. The input of influencing parameters into the virtual model gives a prediction of parameters that can be achieved as demand values of the real process using these influencing parameters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines automatisierten Produktionsprozesses nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for performing an automated Production process according to the preamble of claim 1.

In jedem industrialisierten Produktionsprozeß gibt es zwei sich immer wieder überschneidende Komponenten: Den Prozeß selbst als die Gesamtheit der mechanischen, elektronischen und nachrichtlichen Instrumente und den Menschen als das Managementsystem, das die Produktion steuert.In every industrialized production process there are always two overlapping components: the process itself as the whole of the mechanical, electronic and communications instruments and the People as the management system that controls production.

Die Aufgabe, eine Produktionsanlage zu steuern, kann mehr oder weniger schwierig sein, entsprechend der Komplexität des jeweiligen Prozesses und entsprechend der Anzahl von beteiligten Variablen. Die Aufgabe kann höchst kritische Aspekte annehmen, wenn es sich um besonders ausgefeilte automatisierte Systeme handelt. Diese Tatsache ist von besonderer Bedeutung. Denn die Automation der Produktionsprozesse ist eines der strategischen Ziele, die für die moderne Industrie von größter Bedeutung ist.The task of controlling a production plant can do more or less be difficult, depending on the complexity of the process and according to the number of variables involved. The task can be top accept critical aspects when it comes to particularly sophisticated ones automated systems. This fact is of particular importance. Because the automation of the production processes is one of the strategic goals, which is of the utmost importance for modern industry.

Praktisch alle Firmen haben diesen Versuch der Automatisierung in Angriff genommen, um sich dem Markt schnell und wettbewerbsfähig anpassen zu können, einem Markt, der hoch diversifizierte (unterschiedliche) Produkte zu niedrigen Preisen und mit immer kürzer werdenden Innovationszyklen (Neuauflagen) erfordert.Virtually all companies are attempting this automation taken to adapt to the market quickly and competitively can, a market that is highly diversified (different) products too low prices and with ever shorter innovation cycles (New editions) required.

Die Ergebnisse dieses Versuches der Automatisierung sind nicht auf allen Gebieten positiv, sie haben jedoch bestätigt, insbesondere auf den sogenannten "reifen" Sektoren (in denen ein Endprodukt der technologischen Entwicklung jedenfalls vorläufig erreicht zu sein scheint), daß die Automatisierung einen unverzichtbaren Faktor für die Innovation darstellt, insbesondere soweit die Innovation das Produktionsverfahren betrifft.The results of this attempt at automation are not at all Areas positive, but they have confirmed, especially on the so-called "mature" sectors (in which an end product of technological development at least for the time being seems to have been achieved) that automation unites is an indispensable factor for innovation, especially as far as Innovation concerns the production process.

Die Automation von Produktionsprozessen hat die bis dahin von Menschen ausgeführten Funktionen auf Roboter verlagert. Dadurch sind grundlegende Änderungen in den traditionellen Arbeitsfunktionen und in der technologischen Struktur des Produktionsbetriebes entstanden.Until then, the automation of production processes has been human functions carried out on robots. This is fundamental  Changes in traditional work functions and in technological Structure of the production plant emerged.

Dennoch hat die Automatisierung wegen der entstehenden Komplexität ihre Grenzen. Wenn ein gewisses Maß an Komplexität der Automatisierung erreicht ist, geht die Möglichkeit der Kontrolle und die Flexibilität verloren und die Vorteile mindern sich. Das gilt auch für solche automatisierten Produktionsverfahren, in denen eine Vielzahl von physikalischen oder chemischen Parametern des Produktes oder des Produktionsprozesses sowie Störgrößen - mehr oder weniger - laufend gemessen und in einer Regelschleife zur Steuerung des Produktionsprozesses benutzt werden.However, automation has its own due to the emerging complexity Limits. When a degree of automation complexity is reached is lost the possibility of control and flexibility and the benefits diminish. This also applies to such automated production processes, in which a variety of physical or chemical parameters of the Product or the production process as well as disturbances - more or less - measured continuously and in a control loop to control the Production process can be used.

Während die Entwicklung der Automatisierung bisher dahin ging, immer komplexere und ausgefeilte Prozeßeinheiten zu schaffen, ist vernachlässigt worden, daß zwar die bisherige menschliche Funktion des Werkers Operator) ersetzt werden kann, nicht aber die Funktion der Planung, Entwicklung, Organisation, Kontrolle und Steuerung (Management) des Produktionsprozesses. Die Anforderungen der Produktion haben zugenommen und sind immer komplexer geworden, während im Vergleich zu der gestiegenen Produktionskapazität die Betreiber immer noch dieselben Prinzipien und Entscheidungskriterien, Begriffe und Modelle verfolgen.While the development of automation has been going so far, always Creating more complex and sophisticated process units is neglected that the previous human function of the worker operator) can be replaced, but not the function of planning, development, Organization, control and management (management) of the Production process. Production requirements have increased and have become more complex while compared to the increased Production capacity, the operators still use the same principles and Track decision criteria, terms and models.

Die modernen Systeme der Generierung und Sichtbarmachung von Prozeßdaten mit Hilfe der neuen Technologien in der automatischen Steuerung waren in dem Produktionsmanagement zu nichts nütze, bestenfalls sind diese Daten nicht beachtet worden.The modern systems for the generation and visualization of process data with the help of new technologies in automatic control were in the Production management is of no use, at best these data are not been observed.

Daher entsteht das Bedürfnis, das Betriebsmanagement mit der Automation zu synchronisieren und die Methoden für das Management durch das operativ tätige Personal zu erneuern, indem dem Personal durchentwickelte Hilfsmittel zur Beherrschung der Komplexität moderner, automatisierter Produktionsverfahren bereitgestellt werden. Therefore, there is a need to manage operations with automation synchronize and the methods for management by the operative Renew staff by providing staff with sophisticated tools Mastering the complexity of modern, automated production processes to be provided.  

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren zur Durchführung eines automatisierten Produktionsprozesses so auszugestalten, daß das Verfahren der geänderten Rolle des Menschen gerecht wird.It is an object of the invention to implement the method automated production process so that the process of changed role of humans.

Dadurch soll die Erfindung den Mangel an innovativer Entwicklung beseitigen, der zwischen dem hohen Stand der Automationstechnik auf der einen Seite und dem immer noch konventionellen System der Hilfsmittel besteht, welche von den Betriebsleuten in ihren Entscheidungen zur Steuerung und Beherrschung des Produktionsprozesses angewandt werden.The aim of the invention is to eliminate the lack of innovative development, between the high level of automation technology on the one hand and the still conventional system of aids, which of the Operators in their decisions to control and control the Production process can be applied.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus Anspruch 1.
The solution to this problem results from claim 1.

  • - Es wird hierdurch eine neuartige Prozeßsteuerung geschaffen.- This creates a new type of process control.
  • - Das dadurch entstehende Abhängigkeitsmodell (neuronale Netz) ist je nach Komplexität des Prozesses einmalig und fix, d. h.: es wird nicht verändert.- The resulting dependency model (neural network) depends on Complexity of the process unique and fixed, d. h .: it is not changed.
  • - Da die Erfindung aber gerade für komplexe Produktionsprozesse, wie sie für die heutige Technik normal sind, Anwendung findet und neue Perspektiven der Entscheidungsfindung ermöglicht, wird durch Anspruch 2 in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Abhängigkeitsmodell durch Auswerten der in der Produktion laufend oder zeitweilig anfallenden Prozessdaten laufend selbsttätig korrigiert, ergänzt oder in sonstiger Weise fortgeschrieben und gespeichert wird. Diese Fortschreibung vollzieht sich, ohne daß der Betriebsmann dies merkt oder hierdurch belästigt wird.- But since the invention is just for complex production processes, as for today's technology is normal, finds application and new perspectives decision making is made possible by claim 2 in further training the invention proposed that the dependency model by evaluating the process data that is continuously or temporarily generated in production continuously corrected, supplemented or updated in any other way and saved. This update takes place without the Operator notices this or is bothered by it.

Durch Anspruch 3 werden geeignete Hilfsmittel zur Ermittlung und Darstellung der gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen den Einflußgrößen sowie der Auswirkung der Einflußgrößen auf die Kenngrößen und zur Entwicklung der Abhängigkeitsmodelle bereitgestellt.By claim 3 suitable tools for identification and representation the mutual dependencies between the influencing factors and the Effect of the influencing variables on the parameters and on the development of the Dependency models provided.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und anhand der Fig. 1 bis 5 weiter beschrieben.In the following, the invention is further described using examples and using FIGS. 1 to 5.

Als Produktionsprozesse in dieser Erfindung kommen in Betracht:
Production processes in this invention are:

  • - Kontinuierliche Prozesse, die typisch sind, für die petrochemische, chemische oder ähnliche Industrien.- Continuous processes that are typical of the petrochemical, chemical or similar industries.
  • - Diskontinuierliche oder diskrete Prozesse, die insbesondere im Maschinenbau, Fahrzeugbau und ähnlichen Industrien angewandt werden.- Discontinuous or discrete processes, especially in Mechanical engineering, vehicle manufacturing and similar industries are applied.
  • - Gemischte Prozesse, typisch z. B. für den chemisch-textilen Sektor, wo kontinuierliche und diskontinuierliche Prozesse sich in zwei unterschiedlichen Prozeßstufen derselben industriellen Produktion folgen und die Gewichtung jeder Stufe sehr unterschiedlich sein kann.- Mixed processes, typically z. B. for the chemical-textile sector, where continuous and discontinuous processes come in two different Process stages follow the same industrial production and the weighting each level can be very different.

Ein Produktionsprozeß, durch den Roh- und Hilfsmaterialien in ein gewünschtes Endprodukt überführt werden, kann durch ein schematisches Modell dargestellt werden, indem die eingestellten physikalischen oder chemischen Parameter des Produktes und/oder des Produktionsprozesses, die Störgrößen wie z. B. Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Luftdruck, elektrische Spannungsausfälle und dergleichen und durch die überwachten Parameter z. B. Temperaturen, Drücke, repräsentiert wird. Die Steuerung dieses Prozesses geschieht normalerweise dadurch, daß man von Hand oder automatisch eine bestimmte Anzahl von variablen Parametern einstellt, von denen man annimmt, daß sie den Produktionsprozeß repräsentieren und für den Produktionsprozeß maßgeblich sind. Gerade diese variablen Parameter, die in angemessener Weise visualisiert und statistisch ausgewertet werden, z. B. durch Alarmsignale, Mittelwertbildung, Trendbildung usw., sollen dem Betriebsmann erlauben, die Steuerungsmöglichkeiten des Prozesses und folglich auch die Variationsmöglichkeiten des Endproduktes zu beherrschen und sich dadurch den veränderlichen Markanforderungen anzupassen.A production process through which raw and auxiliary materials are transformed into a desired one The end product can be transferred using a schematic model by adjusting the set physical or chemical parameters of the Product and / or the production process, the disturbances such. B. Air humidity, air temperature, air pressure, electrical power failures and the like and by the monitored parameters z. B. temperatures, pressures, is represented. This process is usually controlled by manually or automatically a certain number of sets variable parameters that are believed to be the Represent the production process and decisive for the production process are. It is precisely these variable parameters that are appropriately visualized and statistically evaluated, e.g. B. by alarm signals, averaging, Trend formation, etc., should allow the operating man who Possibilities for controlling the process and consequently also the Master the possible variations of the end product and thereby adapt to changing market requirements.

Ein solcher Produktionsprozess mit wesentlichen Einflußfaktoren ist in Fig. 1 dargestellt. Die Abhängigkeiten von den Einstellgrößen, nicht einstellbaren Parametern (d. h.: Störgrößen), Logistik (Roh- und Hilfsmaterial einschl. elektrische, pneumatische Energie und Wasser) und die Möglichkeiten der Messung, Kontrolle und Steuerung von Produktion und Produkt durch Messung von aussagekräftigen Parametern (Kenngrößen) ist ersichtlich, jedoch bei komplexen Prozessen nur unvollständig darstellbar. Such a production process with significant influencing factors is shown in FIG. 1. The dependencies on the setting variables, non-adjustable parameters (ie: disturbance variables), logistics (raw and auxiliary material including electrical, pneumatic energy and water) and the possibilities of measuring, checking and controlling production and product by measuring meaningful parameters (parameters ) is visible, but can only be represented incompletely in complex processes.

Derartige Produktionssysteme können heute mit Hilfe des "Computer Integrated Manufacturing" (CIM) als virtuelle Systeme in einem orthogonalen Koordinatensystem dargestellt werden.Production systems of this type can be used today with the aid of the "Computer Integrated Manufacturing "(CIM) as virtual systems in an orthogonal Coordinate system can be displayed.

Dabei werden in der untersten Ebene, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, alle Elemente des Prozesses, also z. B. Maschinen, Reaktoren, Sensoren, Steuerelemente dargestellt. Die höheren Ebenen 1 bis 4 enthalten andere funktionale Bereiche mit der Besonderheit, daß diese zunehmend komplexe Reaktionen enthalten und unterschiedlich oder gleichmäßig ansteigenden Reaktionszeiten entsprechen. Jeder Bereich einer auszuführenden automatischen Steuerung ist auf der jeweiligen Ebene des CIM als autonomer Funktionsbereich anzusehen, dazu bestimmt, als Teil eines einheitlichen Automationssystems vollständig integriert zu werden. Nach dem Grundprinzip das CIM erfolgt daher die Planung von oben nach unten und die Durchführung von unten nach oben, so daß die Automation zwar in Schritten, jedoch in einem einheitlichen Bezugsrahmen entwickelt, d. h. geplant und ausgeführt werden kann.At the lowest level, as shown in Fig. 2, all elements of the process, that is, for. B. machines, reactors, sensors, controls. The higher levels 1 to 4 contain other functional areas with the peculiarity that they contain increasingly complex reactions and correspond to different or uniformly increasing reaction times. Each area of an automatic control to be executed is to be regarded as an autonomous functional area at the respective level of the CIM, intended to be fully integrated as part of a uniform automation system. According to the basic principle of the CIM, planning is carried out from top to bottom and implementation from bottom to top, so that the automation can be developed in steps, but in a uniform frame of reference, ie planned and carried out.

In Fig. 3 ist eine Anlage zur Herstellung kontinuierlicher, synthetischer Fasern in einem Diagramm dargestellt mit den Prozeßstufen: Speicherung der Polymerchips, Trocknung des Polymers, Spinnen, Aufwickeln, automatischer Transport der Spulen, Zwischenspeicherung, Auswahl und Verpackung (nicht gezeigt). Der Prozeß besteht also einerseits aus einem kontinuierlichen und andererseits aus einem diskontinuierlichen Prozeß, wobei die Gewichtung beider Prozeßbestandteile 50 : 50 ist. in der funktionellen Darstellung dieses Prozesses nach den CIM-Prinzipien sind lediglich die beiden ersten Ebenen vorhanden (repräsentiert). Dabei werden auf der linken Seite die Ebenen des kontinuierlichen Prozesses und auf der rechten Seite die Ebenen des diskontinuierlichen Prozesses dargestellt. Der diskontinuierliche Prozeß bezieht sich insbesondere auf die automatisierte Handhabung dies Produktes (der Spulen). Dabei wurde auf der Ebene 1 in ingenieurmäßiger Betrachtung der Funktionen eine weitere Unterteilung angebracht, mit den Untersektionen
In Fig. 3, a plant for the production of continuous, synthetic fibers is shown in a diagram with the process stages: storage of the polymer chips, drying of the polymer, spinning, winding, automatic transport of the bobbins, intermediate storage, selection and packaging (not shown). The process thus consists on the one hand of a continuous and on the other hand of a discontinuous process, the weighting of both process components being 50:50. In the functional representation of this process according to the CIM principles, only the first two levels are present (represented). The levels of the continuous process are shown on the left and the levels of the discontinuous process on the right. The discontinuous process relates in particular to the automated handling of this product (the coils). A further subdivision with the subsections was made on level 1 in terms of engineering considerations of the functions

  • - Automation,- Automation,
  • - Steuerung und Kontrolle, - management and control,  
  • - Überwachung.- monitoring.

Wenn man dieses Diagramm vom Standpunkt des Betriebsmannes aus betrachtet, so wirkt die Darstellung relativ inhaltslos. Es sind lediglich Daten, jedoch keine Information erhältlich, wobei als Daten die punktweise von den Anzeigegeräten signalisierten Werte, z. B. Temperatur, als Information die Summe von miteinander zusammenhängenden Daten bezeichnet werden.If you look at this diagram from the operator's point of view viewed, the presentation appears to be relatively without content. It's just data however no information is available, the data being point by point from the Display devices signaled values, e.g. B. temperature, as information the Sum of interrelated data.

Zwar können die Daten, die in der Ebene 1 der industriellen Praxis anfallen, auch einige typische Informationen, wie zeitliche Daten, Trends, Durchschnittswerte, Extremwerte darstellen; jedoch sind diese Informationen nicht ausreichend, um die richtige Prozeßstrategie zu ermitteln und zu verfolgen.The data that is generated in level 1 of industrial practice can also some typical information like temporal data, trends, averages, Represent extreme values; however, this information is not sufficient to determine and pursue the right process strategy.

Die Daten und die daraus zusammengestellten Informationen dienen bisher lediglich zur Erzeugung eines Alarmsignals und zur Auslösung der notwendigen Maßnahmen zur Bewältigung des Alarms (Management und Alarm).The data and the information compiled from it serve so far only to generate an alarm signal and trigger the necessary Measures to deal with the alarm (management and alarm).

Es wird hier deutlich, daß die in Fig. 2 auf den übergeordneten Ebenen II, III und IV dargestellten Funktionen,
It is clear here that the functions shown in FIG. 2 at the higher levels II, III and IV,

nach wie vor nur durch Menschen wahrgenommen werden können und es muß diese menschliche Komponente der Automation weiter entwickelt werden, um den Produzenten in die Lage zu versetzen, die Produktionsanlage zu beherrschen.still can only be perceived by humans and it must this human component of automation to be developed further to enable producers to close the production facility dominate.

Ganz unabhängig vom Grad der Automatisierung wird dabei der Betriebsmann stets von folgenden Fragen gejagt:
Regardless of the degree of automation, the operator is always chased by the following questions:

  • 1. Sind die berücksichtigten variablen Parameter ausreichend, um den Produktionsprozeß wirklich zu steuern?1. Are the considered variable parameters sufficient to the To really control the production process?
  • 2. Bedeutet die Steuerung einer oder einiger der Variablen tatsächlich die Steuerung des Gesamtprozesses?2. Control of one or some of the variables actually means that Control of the overall process?
  • 3. Welches sind die bedeutensten Variablen des Prozesses?3. What are the most important variables in the process?
  • 4. Welche Variablen bestimmen, daß das Produkt die gewünschten Spezifikationen hat?4. Which variables determine that the product is the one you want Has specifications?
  • 5. Welche Änderungen der maßgeblichen Variablen ist erforderlich, damit das Produkt wieder die Spezifikationen erreicht.5. What changes in the relevant variables are required for the Product again reached the specifications.
  • 6. Gibt es ein Modell des gesamten Produktionsprozesses?6. Is there a model of the entire production process?

Durch die Erfindung werden diese Fragen zusammengeführt. Die einzelnen Variablen bilden das Gesamtsystem. Sie sind in einer vielfältigen Weise miteinander verbunden. Daher sieht die Erfindung vor, daß der Gesamtprozeß in einem Modell erfaßt und daß dieses Modell in der Prozeßsteuerung gespeichert und zur Steuerung des Prozesses ausgewertet wird. Dazu wird zunächst bestimmt, welche physikalischen und/oder chemischen Parameter des Produktes und/oder des Produktionsprozesses das Produkt oder den Prozeß so genau charakterisieren, daß die Qualität des Produktes innerhalb der Spezifikation und die erfolgte Quantität innerhalb der vorgegebenen Mengen liegt. Diese Parameter werden als Kenngrößen bezeichnet. Diese Kenngrößen werden beeinflußt von einstellbaren und nicht einstellbaren Produktparametern und/oder Prozeßparametern. Auch diese sogenannten Einflußgrößen sind im einzelnen zu ermitteln.These questions are brought together by the invention. The single ones Variables form the overall system. They are in a variety of ways connected with each other. Therefore, the invention provides that the overall process in a model is recorded and that this model is stored in the process control and evaluated to control the process. This will be done first determines which physical and / or chemical parameters of the product and / or the production process the product or process so accurately characterize that the quality of the product within the specification and the quantity is within the specified quantities. This Parameters are referred to as parameters. These parameters will be influenced by adjustable and non-adjustable product parameters and / or Process parameters. These so-called influencing variables are also too individual determine.

Es wird sodann ermittelt, welche Auswirkungen auf andere Produktparameter oder Prozeßparameter durch Änderungen der Einflußgrößen hervorgerufen werden. Ebenso wird die Auswirkung der Änderung der Einflußgrößen auf andere Einflußgrößen untersucht. Hierzu werden Änderungen der Einflußgrößen bewußt in einem Modellprozeß herbeigeführt oder es werden zufällige Änderungen ausgewertet. Jedenfalls wird ein Abhängigkeitsmodell der einzelnen Parameter und Einflußgrößen erstellt, so daß sich ein netzartiger Zusammenhang zwischen allen Einflußgrößen und Parametern ergibt.It is then determined what effects on other product parameters or process parameters caused by changes in the influencing variables become. Likewise, the impact of the change in influencing factors on other influencing factors examined. For this purpose, changes in the influencing variables consciously brought about in a model process or they become accidental Changes evaluated. In any case, a dependency model of the individual Parameters and influencing variables created so that a network-like Relationship between all influencing variables and parameters results.

Hierbei sind mathematische und/oder statistische Methoden hilfreich. Es kann auf diese Weise ein neuronales Netz gebildet werden, das anhand der ermittelten Abhängigkeiten erlaubt, in Ermangelung eines mathematischen Modells die Lösung von Bewegungen innerhalb dieses neuronalen Netzes selbst zu generieren.Mathematical and / or statistical methods are helpful here. It can in this way, a neural network can be formed, which is based on the determined dependencies allowed, in the absence of a mathematical  Model the solution of movements within this neural network itself to generate.

Dieses neuronale Netz wird ständig anhand der Erfahrungen fortgeschrieben, da die von dem Netz aufgrund einer Änderung ermittelten Lösungen anhand geeigneter Messungen innerhalb des Produktionsprozesses ständig überwacht und die Korrekturwerte wiederum innerhalb dieses neuronalen Netzes abgelegt und gespeichert sowie im Anschluß daran entsprechend berücksichtigt und ausgewertet werden. Ein derartiges Modell gegenseitiger Abhängigkeiten von Parametern, ihren Auswirkungen auf eine Kenngröße und die Rückführung der durch Messung ermittelten tatsächlichen Auswirkungen auf das Modell ist in Fig. 4 dargestellt. Es sind hier die in den einzelnen Ebenen in Erscheinung tretenden Parameter und Einflußgrößen in ihrer Gegenseitigen Abhängigkeit und Verknüpfung dargestellt. Dabei ist hinzuzufügen, daß es sich nur um ein Schema handelt, aus welchem keine Gewichtung der Parameter und keine Quantifizierung und keine Gewichtung der Abhängigkeiten ersichtlich ist. Es ist jedoch aus dem Modell ersichtlich, daß dieses Modell, wenn es als Programm- und Speichermodul in der Steuereinrichtung der Produktionsanlage hinterlegt wird, für den Bediener nicht in Erscheinung tritt, d. h.: für ihn eine "Black Box" ist. Es erlaubt jedoch die Eingabe von Entscheidungen und Steuergrößen in den dafür vorgesehenen Ebenen - siehe Ebene IV - mit Rückwirkung und Durchgriff auf alle anderren Ebenen.This neural network is continuously updated on the basis of experience, since the solutions determined by the network due to a change are constantly monitored using suitable measurements within the production process, and the correction values are in turn stored and stored within this neural network and subsequently taken into account and evaluated accordingly. Such a model of mutual dependencies of parameters, their effects on a parameter and the feedback of the actual effects on the model determined by measurement is shown in FIG. 4. The parameters and influencing factors appearing in the individual levels are shown in their interdependency and linkage. It should be added that this is only a diagram from which no weighting of the parameters, no quantification and no weighting of the dependencies can be seen. However, it can be seen from the model that this model, when it is stored as a program and storage module in the control device of the production plant, does not appear to the operator, ie: is a "black box" for him. However, it allows the input of decisions and control variables in the levels provided - see level IV - with retroactive effect and action on all other levels.

Dieses Modell paßt sich dem tatsächlich gefahrenen Prozeß ständig an, erfaßt laufend die Werte der Prozeßvariablen, ermittelt alle anderen Parameter des Prozesses und des Produktes, die nicht kontinuierlich durch irgendwelche Meßgeräte signalisiert werden.This model constantly adapts to the actual process being carried out continuously the values of the process variables, determines all other parameters of the Process and the product that are not continuous by any Measuring devices are signaled.

Um gute Resultate zu erzielen, müssen die Variablen, die zum Gegenstand des neuronalen Netzes gemacht werden, den Prozeß wirksam repräsentieren (Kenngrößen). Vor dem Beginn der Planung dieses neuronalen Netzes ist es daher erforderlich, daß die Technologen die Variablen analysieren, welche nach ihrer Ansicht den Prozeß repräsentieren. Dadurch wird das Maß ihrer Bedeutsamkeit für den Prozeß verifiziert. Für diese Analyse stehen Mittel der "Chemometry" bereit. Hierbei handelt es sich um mathematische und statistische Methoden zur Analyse und Interpretation komplexer multivariabler Systeme. In Fig. 5 sind die Ebenen 2 und 3 mit den durch diese Erfindung geschaffenen zusätzlichen Automationselementen, Vernetzungen des Datenflusses, den daraus gewonnenen Informationen und den sich daraus ergebenden Steuerungsmöglichkeiten noch einmal dargestellt. Es handelt sich insbesondere um folgende aus den Daten der Ebenen 0 und 1 gewonnenen Informationskomplexe der Ebene 2 und folgende sich dadurch ergebende strategische Entscheidungselemente auf Ebene 3:
In order to achieve good results, the variables that are made the object of the neural network must effectively represent the process (parameters). Before starting the planning of this neural network, it is therefore necessary for the technologists to analyze the variables which they believe represent the process. This verifies the extent of their importance for the process. Chemometry tools are available for this analysis. These are mathematical and statistical methods for the analysis and interpretation of complex multivariable systems. In FIG. 5, the layers 2 and 3 with the provided by this invention additional elements automation, networking of the data flow, the information obtained therefrom and the resulting control options are displayed again. These are in particular the following information complexes of level 2 obtained from the data of levels 0 and 1 and the following strategic decision elements resulting from this on level 3:

Mit diesen Mitteln wird es möglich, aus den durch Messung ermittelten Prozeßdaten nicht nur statistische Werte und Trends zu gewinnen, sondern auch Erklärungen über den Verlauf des Prozesses und seine inneren Zusammenhänge zu gewinnen, festzustellen, welches die wichtigsten Parameter sind und wie sie zusammenhängen, den Verlauf und Trend auch der Variablen zu ermitteln, die nicht laufend signalisiert werden und laufende Kontrollblätter zu erzeugen. Dabei wird nicht mehr nur der Verlauf einzelner Variablen sondern eine Matrix des gesamten Prozesses dargestellt, die es erlaubt, den Prozeß als Ganzes und das daraus gewonnene Endprodukt zu steuern.With these means it is possible to determine the results of measurements Process data not only to gain statistical values and trends, but also Explanations about the course of the process and its inner To gain connections, determine which are the main parameters and how they relate, the course and trend of the variables to identify those that are not continuously signaled and current control sheets produce. It is no longer just the course of individual variables but a matrix of the entire process is shown, which allows the process to be considered To control the whole and the resulting end product.

Claims (3)

1. Verfahren zur Durchführung eines automatisierten Produktionsprozesses, bei welchem der Produktionsprozess in Abhängigkeit von der Messung physikalischer oder chemischer Parameter des Produktes und/oder des Produktionsprozessen sowie Störgrößen (Produkt/Prozessparameter) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
ermittelt wird, welche physikalischen oder chemischen Parameter des Produktes und/oder des Produktionsprozessen die gewünschte Qualität und/oder Quantität des Produktes und/oder Produktionsprozesses hinreichend genau charakterisieren (Kenngrößen);
ermittelt wird, welche einstellbaren und nicht einstellbaren, jedoch veränderlichen Produkt/Prozessparameter einen Einfluß auf die Kenngrößen haben (Einflußgrößen);
durch Auswerten bewußter oder zufälliger Änderungen der Einflußgrößen hinsichtlich ihrer Auswirkung auf andere Produkt/Prozessparameter bzw. andere Einflußgrößen die gegenseitige Abhängigkeit zwischen den Einflußgrößen bestimmt und als Abhängigkeitsmodell (neuronales Netz) gespeichert wird;
aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeiten der Einflußgrößen die optimalen Kenngrößen und die zugehörigen einstellbaren Einflußgrößen berechnet und eingestellt werden.1. A method for carrying out an automated production process in which the production process is controlled as a function of the measurement of physical or chemical parameters of the product and / or of the production processes and disturbance variables (product / process parameters), characterized in that
it is determined which physical or chemical parameters of the product and / or the production process characterize the desired quality and / or quantity of the product and / or production process with sufficient accuracy (parameters);
it is determined which adjustable and non-adjustable but changeable product / process parameters have an influence on the parameters (influencing variables);
by evaluating conscious or random changes in the influencing variables with regard to their impact on other product / process parameters or other influencing variables, the mutual dependency between the influencing variables is determined and stored as a dependency model (neural network);
on the basis of the interdependencies of the influencing variables, the optimal parameters and the associated adjustable influencing variables are calculated and set. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß, das Abhängigkeitsmodell (neuronale Netz) durch Auswerten der laufend oder zeitweilig anfallenden Prozessdaten laufend selbsttätig korrigiert, ergänzt oder in sonstiger Weise fortgeschrieben und gespeichert wird.2. The method according to claim 1 characterized in that the dependency model (neural network) by evaluating the ongoing or Temporary process data is automatically corrected, supplemented or in is otherwise updated and saved. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Abhängigkeit zwischen den Einflußgrößen sowie die Auswirkung der Einflußgrößen auf die Kenngrößen durch Anwendung mathematischer und statistischer Methoden analysiert und interpretiert und daß die daraus entwickelten Abhängigkeitsmodelle zur Steuerung des Produktionsprozesses anhand der gemessenen einstellbaren Einflußgrößen gespeichert werden.3. The method according to claim 1 or 2 characterized in that the interdependency between the influencing variables as well as the Effect of the influencing variables on the parameters through application  mathematical and statistical methods analyzed and interpreted and that the resulting dependency models for controlling the Production process based on the measured adjustable influencing variables get saved.
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