DE10126251A1 - Online-Prozessüberwachung und Online-Prozessmodelierung - Google Patents
Online-Prozessüberwachung und Online-ProzessmodelierungInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Optimierung der Prozessführung sowie Prozessüberwachung in einer Anlage für die Verarbeitung mindestens eines Produktes über eine oder mehrere Verarbeitungsstufen in einem oder mehreren Teilprozessen. Erfindungsgemäß wird für mindestens einen der Teilprozesse unter Verwendung mindestens eines einem Anlagenteil zugeordneten Maschinenparameters und/oder unter Verwendung mindestens eines einer Verarbeitungsstufe des Produktes zugeordneten Produktparameters mindestens ein Modell zur Charakterisierung mindestens eines Teilaspektes des Prozesses erstellt. Erfindungsgemäß ist mindestens einem Anlagenteil mindestens ein Online-Sensor und/oder mindestens ein Offline-Sensor zugeordnet.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Optimierung der Prozessführung sowie Prozessüberwachung in einer einen oder mehrere Anlagenteile und/oder eine oder mehrere diskrete Maschinen aufweisenden Anlage für die Verarbeitung mindestens eines Produktes über eine oder mehrere Verarbeitungsstufen in einem oder mehreren Teilprozessen.
- Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens in einer mehrere Anlagenteile und/oder diskrete Maschinen aufweisenden Anlage zur Verarbeitung eines Produktes in mehreren Teilprozessen.
- Ein Verfahren zum Regeln eines Feinmahlwerks ist z. B. aus der DE 43 00 861 A1 bekannt.
- Die EP 1 043 070 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Betriebsparameter eines Feinwalzwerks für die Schokoladeherstellung.
- Die DE 199 31 181 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung der Prozessführung sowie Prozessüberwachung in einer Anlage zur Schokoladeherstellung.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit eines beliebigen industriellen Prozesses und insbesondere seine Automatisierung zu erhöhen.
- Eine weitere Aufgabe besteht darin, das prozessbezogene Wissen von Experten leichter zugänglich zu machen, damit es z. B. für abgewandelte Prozesse leichter verwendet werden kann.
- Diese Aufgaben werden gemäss Anspruch 1 verfahrensmässig dadurch gelöst, dass bei dem eingangs beschriebenen Verfahren für mindestens einen der Teilprozesse unter Verwendung mindestens eines einem Anlagenteil bzw. einer Maschine zugeordneten Maschinenparameters und/oder unter Verwendung mindestens eines einer Verarbeitungsstufe des Produktes zugeordneten Produktparameters mindestens ein Modell zur Charakterisierung mindestens eines Teilaspektes des Prozesses erstellt wird.
- Zur vorrichtungsmässigen Aufgabenlösung wird gemäss Anspruch 71 als Teil der eingangs beschriebenen Vorrichtung mindestens einem Anlagenteil bzw. mindestens einer diskreten Maschine mindestens ein Online-Sensor und/oder mindestens ein Offline- Sensor zugeordnet.
- Zweckmässigerweise für das erfindungsgemässe Verfahren ein Teilaspekt des Prozesses mindestens eine ausgewählte Aufgabenstellung in Verbindung mit dem Prozess, mindestens ein ausgewählter Ort und/oder mindestens ein ausgewählter örtlicher Bereich innerhalb des Prozesses, mindestens ein ausgewählter Zeitpunkt und/oder mindestens ein ausgewähltes Zeitintervall innerhalb des Prozesses. Weitere zweckmässige, beliebig kombinierbare Teilaspekte des Prozesses können sein: mindestens ein Anlagenteil bzw. mindestens eine diskrete Maschine der Anlage, mindestens eine Verarbeitungsstufe des Produktes.
- Ein bevorzugter Teilaspekt des Prozesses ist die Regelung mindestens eines Produktparameters. Dies ermöglicht eine optimale Ausnutzung der Ressourcen und eine Konstanthaltung der Produktqualität.
- Ein weiterer bevorzugter Teilaspekt des Prozesses ist die Rezepterstellung für mindestens ein Produkt. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht dabei eine schnelle und flexible Einführung neuer Produkte.
- Besonders vorteilhafte Teilaspekte des Prozesses sind die Fehlererkennung mindestens eines Anlagen- bzw. Maschinenteils, die Fehlerdiagnose für den mindestens einen Anlagen- bzw. Maschinenteil sowie die Fehlerursachendiagnose für den mindesten eine Anlagen- bzw. Maschinenteil. Dies ermöglicht eine Reduktion der Stillstandszeiten und eine weniger häufig nötige Kontrolle durch das Betriebspersonal. sowie eine schnelle Behebung von Fehlern, insbesondere auch durch unerfahrenes Betriebspersonal. Insgesamt führt dies zu einem schnelleren Ansammeln von Erfahrung und Transparenz bezüglich eines spezifischen industriellen Prozesses.
- Ein weiterer besonders vorteilhafter Teilaspekt für den Prozess besteht darin besteht, dass mindestens ein Online-Sensor und/oder mindestens ein Offline-Sensor ersetzt bzw. simuliert wird. So können teuere Sensoren ersetzt werden und insgesamt die Zahl der Teile des betreffenden Anlagenteils bzw. der betreffenden Maschine verringert werden, was zur Senkung der Anschaffungskosten und zur Steigerung der Zuverlässigkeit der mit dem erfindungsgemässen Verfahren betriebenen Anlage bzw. der Maschinen beiträgt. In manchen Fällen lassen sich auf diese Weise bisher nicht mögliche Sensoraufgaben lösen, und zwar insbesondere dann, wenn ein Sensor für die benötigten Aufgaben nicht vorhanden ist oder wenn ein Ort in der Anlage für einen erforderlichen Sensor einer bestimmten Bauart z. B. aus Platzgründen, zu hoher Temperatur etc. nicht zugänglich ist.
- Zweckmässigerweise erstellt das Modell für mindestens einen Teilaspekt des Prozesses jeweils mindestens eine Beziehung zwischen Maschinenparametern mindestens einer mindestens einem Teilprozess zugeordneten Maschine und/oder Produktparametern mindestens eines mindestens einer Verarbeitungsstufe zugeordneten Produktes.
- Vorzugsweise werden als ggf. weiterzuverarbeitendes Ergebnis unterschiedliche Teilmengen der Menge aller Parameter eines Modells verwendet. So lässt sich der Bearbeitungsaufwand bei der Modellerstellung und -anwendung wirkungsvoll reduzieren, da Redundanzen vermieden werden. Ausserdem kann Information gezielter und auf das wesentliche beschränkt erfasst werden. Dies erleichtert den Lernprozess für das Personal.
- Zur Gewinnung einer unterschiedlichen Teilmenge als Ergebnis kann das Modell z. B. invertiert werden.
- Vorzugsweise werden jedem Parameter wahlweise Werte unterschiedlicher Kategorien zugeordnet, wobei die Kategorie eines Wertes insbesondere Ist-Werte, Soll-Werte, Schätzwerte, Vorhersagewerte, Abweichungswerte und Messwerte sein können. Auch dies steigert die Flexibilität des erfindungsgemässen Verfahrens. So können z. B. nicht vorhandene Werte durch andere (vorhandene) Werte ersetzt werden.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung werden die im Modell nicht berücksichtigten Parameter bei der Verwendung des Modells unabhängig vom Modell gezielt beeinflusst und/oder überwacht, wobei die Beeinflussung und/oder Überwachung vorzugsweise derart erfolgt, dass die nicht berücksichtigten Parameter konstant gehalten werden. Diese Massnahmen steigern die Zuverlässigkeit des Modells.
- Vorteilhafterweise wird mindestens ein massgeblicher Produktparameter an mindestens einem Ort in der Anlage bzw. in einer diskreten Maschine und/oder zu mindestens einem Zeitpunkt bzw. einem Zeitintervall zu Anlagen- bzw. Maschinenparametern mindestens eines Anlagenteils bzw. mindestens einer Maschine der Anlage in Beziehung gebracht. Die Verwendung massgeblicher Parameter sorgt für mehr Übersichtlichkeit und vereinfacht das Modell.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden bisher unbekannte Rezepte für neue Produkte auf der Grundlage bisher bekannter Rezepte anderer Produkte erstellt, wobei ein Rezept aus ausgewählten Produkt- und Maschinenparametern besteht. Dies ermöglicht eine schnellere Entwicklung neuer, noch unbekannter Rezepte.
- Vorzugsweise werden für die Rezepterstellung bisher bekannte Rezepte, die Charakterisierung der bekannten Produkte sowie die Charakterisierung des neuen Produktes in kodierter Form vorgegeben, und das neue Rezept wird ebenfalls in kodierter Form abgegeben. Dies hat den Vorteil, dass bei der Zusammenarbeit verschiedener Firmen und bei notwendiger Geheimhaltung von bekannten Rezepten keine explizite Offenbarung von Rezepten nötig ist. Dies erleichtert insbesondere die Rezepterstellung im Rahmen von Auftragsforschung oder bei kundenspezifischen Entwicklungen. Zumindest ein Teil der Kodierung kann dabei eine Skalierung der Parameter bzw. der Parameterbereiche sein.
- Zweckmässigerweise wird in einem mindestens einen Teilprozess durchführenden Erfassungs-Prozessabschnitt, der mindestens einer bestimmten Verarbeitungsstufe des Produktes bzw. mindestens einem bestimmten Anlagenteil oder einer bestimmten Maschine entspricht, mindestens einer der Produktparameter und/oder mindestens einer der von den Produktparametern abhängigen Maschinenparameter verwendet, um je nach seinem in Abhängigkeit von den Produktparametern angenommenen Wert eine entsprechende Veränderung mindestens eines Maschinenparameters eines Ansteuerungs-Prozessabschnitts, der mindestens einer bestimmten Verarbeitungsstufe des Produktes bzw. einem bestimmten Anlagenteil oder einem bestimmten Maschinenteil entspricht, durchzuführen. Vorzugsweise besteht der Erfassungs-Prozessabschnitt aus mindestens einem Online-Sensor und/oder mindestens einem Offline-Sensor, kann aber aus mindestens einem ersetzten bzw. simulierten Online-Sensor und/oder mindestens einem ersetzten bzw. simulierten Offline-Sensor bestehen. Eine derartige Regelung kann besonders leicht umgestaltet werden, da sowohl die Erfassung, die Regelstrecke als auch die Ansteuerung äusserst flexibel sind.
- Man kann auch auf die Schätzung eines aktuellen Ist-Wertes mindestens eines Produktparameters und/oder mindestens eines Maschinenparameters oder auf die Vorhersage eines zukünftigen Ist-Wertes mindestens eines Produktparameters und/oder mindestens eines Maschinenparameters zurückgreifen. Dadurch kann oftmals im voraus reagiert werden und ein ggf. erforderlicher Aufwand abgeschätzt werden, wodurch eine Ressourcenplanung ermöglicht wird.
- Insbesondere wird die Schätzung aktueller Ist-Werte und/oder die Vorhersage zukünftiger Ist-Werte eines Fehlermusters durchgeführt. Ebenso kann auch die Schätzung aktueller Ist-Werte und/oder die Vorhersage zukünftiger Ist-Werte eines Fehlerursachenmusters durchgeführt werden, wobei das Fehlermuster einen Teil der Gesamtheit aller möglichen Fehler mindestens eines Prozessabschnitts darstellt und das Fehlerursachenmuster einen Teil der Gesamtheit aller möglichen Fehlerursachen mindestens eines Prozessabschnitts darstellt. Dadurch wird z. B. die Behandlung mehrerer gleichzeitig auftretender Fehler auf übersichtliche Art und Weise ermöglicht.
- Vorzugsweise wird für mindestens ein Modell das Ergebnis mindestens eines Modells verwendet, wobei für mindestens ein Modell eine Schätzung und/oder Vorhersage verwendet wird. Für die Erkennung des Fehlerursachenmusters kann mindestens ein Fehlermuster verwendet werden. Dies ermöglicht Modularität und Flexibilität, und das Verfahren bleibt übersichtlich.
- Der Erfassungs-Prozessabschnitt kann je nach Bedarf prozessmässig vor, in oder hinter dem Ansteuerungs-Prozessabschnitt liegen. Auf diese Weise werden Prozesseigenschaften optimal ausgewertet und das vorhandene Automatisierungspotential des Prozesses optimal genutzt.
- Zweckmässigerweise wird zur Modellerstellung ein neuronales Netz, ein Fuzzy-System, ein Expertensystem, ein wissensbasiertes System, ein genetischer Algorithmus oder eine klassische Methode verwendet. Alternativ kann auch ein hybrides Modell verwendet werden, das aus beliebigen Kombinationen der genannten Arten von Modellen oder der Modellerstellung besteht.
- Als Grundlage für die Modellerstellung wird vorwiegend auf eine oder zwei der folgenden Informationsquellen zurückgegriffen:
- a) prozessspezifische Produkt-, Anlagen- oder Labordaten;
- b) allgemeines Wissen der Verfahrens- und Regelungstechnik bzw. des Prozessingenieurwesens;
- c) prozessspezifisches Erfahrungswissen des Betriebsexperten.
- Wegen den weiter oben genannten Gründen liegt auch hier die Information der Informationsquellen vorzugsweise mindestens teilweise in kodierter Form vor und/oder wird das Modellergebnis mindestens teilweise in kodierter Form abgegeben.
- Zweckmässigerweise werden die Maschinenmodelle, Produktmodelle und Teilprozessmodelle gespeichert. Dies ist für Offline-Untersuchungen bedeutend.
- Ausserdem können die Maschinenmodelle, die Produktmodelle und die Teilprozessmodelle während des Prozesses der Verarbeitung des Produkts ständig aktualisiert werden, wobei die Aktualisierung der Modelle insbesondere dadurch erreicht wird, indem eine Anpassung an Änderungen der im Modell nicht berücksichtigten Parameter erfolgt. Diese Massnahmen erhöhen die Zuverlässigkeit des Modells sowie seiner Anwendung auf den industriellen Prozess.
- Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eine Verarbeitungs- und Speichereinheit auf, in der die von den Online-Sensoren bzw. den Offline-Sensoren erfassten Daten verarbeitet und gespeichert werden.
- Insbesondere ist die Verarbeitungs- und/oder Speichereinheit programmierbar.
- Weitere vorteilhafte Gesichtspunkte und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 53 bis 70 sowie 74 bis 78.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus auch aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figur.
Claims (78)
1. Verfahren zur Optimierung der Prozessführung sowie Prozessüberwachung in
einer einen oder mehrere Anlagenteile und/oder eine oder mehrere diskrete
Maschinen aufweisenden Anlage für die Verarbeitung mindestens eines Produktes
über eine oder mehrere Verarbeitungsstufen in einem oder mehreren
Teilprozessen, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen der Teilprozesse unter
Verwendung mindestens eines einem Anlagenteil bzw. einer Maschine
zugeordneten Maschinenparameters und/oder unter Verwendung mindestens eines einer
Verarbeitungsstufe des Produktes zugeordneten Produktparameters mindestens
ein Modell zur Charakterisierung mindestens eines Teilaspektes des Prozesses
erstellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilaspekt des
Prozesses mindestens eine ausgewählte Aufgabenstellung in Verbindung mit dem
Prozess ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilaspekt
des Prozesses mindestens ein ausgewählter Ort und/oder mindestens ein
ausgewählter örtlicher Bereich innerhalb des Prozesses ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Teilaspekt des Prozesses mindestens ein ausgewählter Zeitpunkt und/oder
mindestens ein ausgewähltes Zeitintervall innerhalb des Prozesses ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses mindestens ein Anlagenteil bzw. mindestens
eine diskrete Maschine der Anlage ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses mindestens eine Verarbeitungsstufe des
Produktes ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses die Regelung mindestens eines
Produktparameters ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses die Rezepterstellung für mindestens ein
Produkt ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses die Fehlererkennung mindestens eines
Anlagen- bzw. Maschinenteils ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses die Fehlerdiagnose mindestens eines
Anlagen- bzw. Maschinenteils ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses die Fehlerursachendiagnose mindestens eines
Anlagen- bzw. Maschinenteils ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilaspekt des Prozesses darin besteht, mindestens einen Online-
Sensor und/oder mindestens einen Offline-Sensor zu ersetzen bzw. zu simulieren.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Modell für mindestens einen Teilaspekt des Prozesses jeweils
mindestens eine Beziehung zwischen Maschinenparametern mindestens einer
mindestens einem Teilprozess zugeordneten Maschine und/oder Produktparametern
mindestens eines mindestens einer Verarbeitungsstufe zugeordneten Produktes
erstellt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass als Ergebnis unterschiedliche Teilmengen der Menge aller Parameter eines
Modells verwendet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung einer
unterschiedlichen Teilmenge als Ergebnis das Modell invertiert wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass jedem Parameter wahlweise Werte unterschiedlicher Kategorien zugeordnet
werden.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kategorie eines
Wertes aus der Ist-Werte, Soll-Werte, Schätzwerte, Vorhersagewerte,
Abweichungswerte und Messwerte aufweisenden Gruppe ausgewählt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die im Modell nicht
berücksichtigten Parameter bei der Verwendung des Modells unabhängig vom
Modell gezielt beeinflusst und/oder überwacht werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beeinflussung und/oder Überwachung derart erfolgt, dass die nicht
berücksichtigten Parameter konstant gehalten werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein massgeblicher Produktparameter an mindestens einem Ort
in der Anlage bzw. in einer diskreten Maschine zu Anlagen- bzw.
Maschinenparametern mindestens eines Anlagenteils bzw. mindestens einer Maschine der
Anlage in Beziehung gebracht wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein massgeblicher Produktparameter zu mindestens einem
Zeitpunkt bzw. einem Zeitintervall in dem Prozess zu Anlagen- bzw.
Maschinenparametern mindestens eines Anlagenteils bzw. mindestens einer Maschine der
Anlage in Beziehung gebracht wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass bisher unbekannte Rezepte für neue Produkte auf der Grundlage bisher
bekannter Rezepte anderer Produkte erstellt werden.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Rezept aus ausgewählten Produkt- und Maschinenparametern besteht.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass
für die Rezepterstellung bisher bekannte Rezepte, die Charakterisierung der
bekannten Produkte sowie die Charakterisierung des neuen Produktes in kodierter
Form vorgegeben werden und das neue Rezept ebenfalls in kodierter Form
abgegeben wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil
der Kodierung eine Skalierung der Parameter bzw. der Parameterbereiche ist.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem mindestens einen Teilprozess durchführenden Erfassungs-
Prozessabschnitt, der mindestens einer bestimmten Verarbeitungsstufe des
Produktes bzw. mindestens einem bestimmten Anlagenteil oder einer bestimmten
Maschine entspricht, mindestens einer der Produktparameter und/oder
mindestens einer der von den Produktparametern abhängigen Maschinenparameter
verwendet wird, um je nach seinem in Abhängigkeit von den Produktparametern
angenommenen Wert eine entsprechende Veränderung mindestens eines
Maschinenparameters eines Ansteuerungs-Prozessabschnitts, der mindestens einer
bestimmten Verarbeitungsstufe des Produktes bzw. einem bestimmten Anlagenteil
oder einem bestimmten Maschinenteil entspricht, durchzuführen.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungs-
Prozessabschnitt aus mindestens einem Online-Sensor und/oder mindestens
einem Offline-Sensor besteht.
28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungs-
Prozessabschnitt aus mindestens einem ersetzten bzw. simulierten Online-Sensor
und/oder mindestens einem ersetzten bzw. simulierten Offline-Sensor besteht.
29. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabenstellung
die Schätzung eines aktuellen Ist-Wertes mindestens eines Produktparameters
und/oder mindestens eines Maschinenparameters ist.
30. Verfahren nach Anspruch 2 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die
Aufgabenstellung die Vorhersage eines zukünftigen Ist-Wertes mindestens eines
Produktparameters und/oder mindestens eines Maschinenparameters ist.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufgabenstellung die Schätzung aktueller Ist-Werte und/oder die Vorhersage
zukünftiger Ist-Werte eines Fehlermusters ist.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufgabenstellung die Schätzung aktueller Ist-Werte und/oder die Vorhersage
zukünftiger Ist-Werte eines Fehlerursachenmusters ist.
33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlermuster
einen Teil der Gesamtheit aller möglichen Fehler mindestens eines
Prozessabschnitts darstellt.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Fehlerursachenmuster einen Teil der Gesamtheit aller möglichen
Fehlerursachen mindestens eines Prozessabschnitts darstellt.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass für mindestens ein Modell das Ergebnis mindestens eines Modells verwendet
wird.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens ein
Modell eine Schätzung und/oder Vorhersage verwendet wird.
37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass für die
Erkennung des Fehlerursachenmusters mindestens ein Fehlermuster verwendet
wird.
38. Verfahren nach Anspruch 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der
Erfassungs-Prozessabschnitt prozessmässig vor dem Ansteuerungs-Prozessabschnitt
liegt.
39. Verfahren nach Anspruch 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der
Erfassungs-Prozessabschnitt prozessmässig in dem Ansteuerungs-Prozessabschnitt
liegt.
40. Verfahren nach Anspruch 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der
Erfassungs-Prozessabschnitt prozessmässig nach dem Ansteuerungs-
Prozessabschnitt liegt.
41. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung ein neuronales Netz verwendet wird.
42. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung ein Fuzzy-System verwendet wird.
43. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung ein Expertensystem verwendet wird.
44. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung ein wissensbasiertes System verwendet wird.
45. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung ein genetischer Algorithmus verwendet wird.
46. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung eine klassische Methode verwendet wird.
47. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Modellerstellung ein hybrides Modell verwendet wird, das aus beliebigen
Kombinationen der Modellarten der Ansprüche 41 bis 46 besteht und für dessen
Erstellung beliebige Kombinationen der Modellerstellungen der Ansprüche 41 bis
46 verwendet werden.
48. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Modellerstellung vorwiegend auf einer oder zwei der folgenden
Informationsquellen beruht:
a) prozessspezifische Produkt-, Anlagen- oder Labordaten;
b) allgemeines Wissen der Verfahrens- und Regelungstechnik bzw. des
Prozessingenieurwesens;
c) prozessspezifisches Erfahrungswissen des Betriebsexperten.
49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Information der
Informationsquellen mindestens teilweise in kodierter Form vorliegt und/oder das
Modellergebnis mindestens teilweise in kodierter Form abgegeben wird.
50. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Maschinenmodelle, Produktmodelle und Teilprozessmodelle gespeichert
werden.
51. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Maschinenmodelle, die Produktmodelle und die Teilprozessmodelle
während des Prozesses der Verarbeitung des Produkts ständig aktualisiert werden.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung
der Modelle erfolgt, indem eine Anpassung an Änderungen der im Modell nicht
berücksichtigten Parameter erfolgt.
53. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Produkt eine kakaohaltige bzw. schokoladenartige Fettmasse ist und als
Produktparameter mindestens einer der Parameter Fettgehalt, Wassergehalt,
Zuckergehalt, Temperatur, Feinheit, Dichte und rheologische Kenngrössen wie
z. B. Viskosität der Fettmasse herangezogen wird.
54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess
mindestens eine Mischstufe und/oder mindestens eine Zerkleinerungsstufe aufweist.
55. Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zerkleinerungsstufe des Prozesses eine Vorzerkleinerungsstufe und/oder eine
Feinzerkleinerungsstufe aufweist.
56. Verfahren nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zerkleinerungsstufen des Prozesses mindestens ein Element aus der aus Kugelmühlen,
Prallmühlen und Walzwerken bestehenden Gruppe aufweisen.
57. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es für einen Prozess zur Verarbeitung einer kakaohaltigen bzw.
schokoladeartigen Fettmasse verwendet wird, der mindestens eine Mischstufe, mindestens
eine Vorwalzstufe und mindestens eine Feinwalzstufe in dieser Reihenfolge
aufweist.
58. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass
der Prozess im Anschluss an die Zerkleinerungsstufe eine Misch- und/oder Knet-
und/oder Dispergierstufe enthält.
59. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und/oder
Knet- und/oder Dispergierstufe des Prozesses eine Conchierstufe ist.
60. Verfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass
der Prozess im Anschluss an die Feinwalzstufe bzw. in Kombination mit oder im
Anschluss an die Conchierstufe eine Stufe mit einem statischen Mischer aufweist.
61. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass
die durch die mindestens eine Mischstufe, die mindestens eine
Zerkleinerungsstufe und die mindestens eine Feinzerkleinerungsstufe der Anlage
hindurchtretende Fettmasse mittels der Maschinenparameter mindestens einer dieser Stufen
charakterisiert wird.
62. Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass die
Charakterisierung als Kriterium für die Einstellung der Maschinenparameter mindestens einer
dieser Stufen verwendet wird.
63. Verfahren nach einem der Ansprüche 61 oder 62, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zerkleinerungsstufe des Prozesses eine Vorwalzstufe der Anlage ist.
64. Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass
die Feinzerkleinerungsstufe eine Feinwalzstufe ist.
65. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die
Feinwalzstufe des Prozesses hindurchtretende Fettmasse mittels der
Maschinenparameter eines Feinwalzwerks der Feinwalzstufe charakterisiert wird, wobei diese
Charakterisierung als Kriterium für die Einstellung der Maschinenparameter eines
Vorwalzwerks der Vorwalzstufe verwendet wird.
66. Verfahren nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass die
Charakterisierung der durch das Feinwalzwerk der Feinwalzstufe hindurchtretenden Fettmasse
auf der Grundlage der Maschinenparameter mindestens einer Walzenpassage
des Feinwalzwerks durchgeführt wird.
67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass die
Charakterisierung der durch das Feinwalzwerk der Feinwalzstufe hindurchtretenden Fettmasse
auf der Grundlage der Maschinenparameter der ersten Walzenpassage des
Feinwalzwerks durchgeführt wird.
68. Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine zur Charakterisierung der Fettmasse verwendete
Maschinenparameter mindestens einer der Parameter Motorleistung, Temperatur,
Mischzeit, Drehzahl Drehmoment, Durchsatz eines Mischers der Mischstufe ist.
69. Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine zur Charakterisierung der Fettmasse verwendete
Maschinenparameter mindestens einer der folgenden Parameter eines Vorwalzwerks ist:
Kraft auf Walzenpaare, Drehmoment an den Walzen, Drehmoment am Motor,
Drehzahl der Walzen, Spaltweite zwischen den Walzen, Schichtdicke der
Fettmasse, Durchsatz der Fettmasse, Druck im Walzenspalt, Motorleistung.
70. Verfahren nach einem der Ansprüche 61 bis 69, dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine zur Charakterisierung der Fettmasse verwendete
Maschinenparameter mindestens einer der folgenden Parameter eines Feinwalzwerks ist:
Kraft auf Walzenpaare, Drehmoment an den Walzen, Drehmoment am Motor,
Drehzahl der Walzen, Spaltweite zwischen den Walzen, Schichtdicke der
Fettmasse, Durchsatz der Fettmasse, Druck im Walzenspalt, Belegungszustand der
Walze, Motorleistung.
71. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 52
in einer mehrere Anlagenteile und/oder diskrete Maschinen aufweisenden Anlage
zur Verarbeitung eines Produktes in mehreren Teilprozessen, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens einem Anlagenteil bzw. mindestens einer diskreten
Maschine mindestens ein Online-Sensor und/oder mindestens ein Offline-Sensor
zugeordnet ist.
72. Vorrichtung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine
Verarbeitungs- und Speichereinheit aufweist, in der die von den Online-Sensoren bzw. den
Offline-Sensoren erfassten Daten verarbeitet und gespeichert werden.
73. Vorrichtung nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungs-
und/oder Speichereinheit programmierbar ist.
74. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 71 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anlage eine Anlage zur Verarbeitung einer kakaohaltigen bzw.
schokoladenartigen Fettmasse ist.
75. Vorrichtung nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eines
oder mehrere Elemente der Gruppe aufweist, die aus den Elementen Silo,
Dosierer, Mischer, Zerkleinerungsmaschine, Kompaktierer,
Feinzerkleinerungsmaschine, Misch-/Knet-/Dispergiervorrichtung und statischer Mischer besteht.
76. Vorrichtung nach Anspruch 74 oder 75, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoren für die Erfassung mindestens eines der Produktparameter Fettgehalt,
Wassergehalt, Zuckergehalt, Temperatur, Feinheit, Dichte und rheologische Kenngrössen
wie z. B. Viskosität der Fettmasse ausgelegt sind.
77. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 74 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensoren für die Erfassung mindestens eines der Maschinenparameter
Drehzahl, elektrische Leistung, Walzenspalt und Walzenanpresskraft ausgelegt sind.
78. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 74 bis 77, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensoren für die Erfassung mindestens eines der folgenden Parameter
ausgelegt sind: Motorleistung, Temperatur, Mischzeit, Drehzahl Drehmoment,
Durchsatz; Kraft auf Walzenpaare, Drehmoment an den Walzen, Drehmoment am Motor,
Drehzahl der Walzen, Spaltweite zwischen den Walzen, Schichtdicke der
Fettmasse, Durchsatz der Fettmasse, Druck im Walzenspalt, Motorleistung;
Belegungszustand der Walzen.
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