專利名稱：迭代生產(chǎn)工藝控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及迭代生產(chǎn)工藝控制。特別地，本發(fā)明涉及用于控制生產(chǎn)工藝的迭代方法、用于迭代控制生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)控制單元、生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)控制單元的使用、計算機程序元件和計算機可讀介質(zhì)。
背景技術：
塑料產(chǎn)品的性能屬性是塑料工程的目標?？傮w上，工程活動可以被劃分為三個不同的工程活動，其通常分別在不同的組織或公司完成。材料供應商通常優(yōu)化材料以及將材料配方的定制應用到應用需求中。質(zhì)量工程在優(yōu)化的工藝條件下轉(zhuǎn)換優(yōu)化的材料。原始設備制造商(OEM)負責生產(chǎn)的部件的產(chǎn)品質(zhì)量和功能。通過應用工程確定產(chǎn)品的性能屬性。塑料是用于廣泛范圍的合成或半合成聚合產(chǎn)品的通用術語。一般地，這種產(chǎn)品是通過聚合反應，即加聚反應或縮聚反應生產(chǎn)的，并可包含其他的物質(zhì)以改進性能或減少成本。因此，聚合物是由由重復的結(jié)構(gòu)單元組成的分子、或者通過共價化學鍵連接的所謂的單體組成的物質(zhì)。熟知的聚合物的示例包括塑料、DNA和蛋白質(zhì)。簡單的和已知的示例可以進一步是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、苯二甲聚乙烯(PET)。根據(jù)應用需求，通過不同的組分及這些組分的適合的比例定制塑料材料。聚合物經(jīng)常與一個或多個額外的物質(zhì)或添加劑一起被加工。這些物質(zhì)可被用作聚合物的溶解或不溶解(純)添加劑。在溶解添加劑的情況下，溶劑被稱作母粒。這些母粒還可確定和影響將被生產(chǎn)的材料的屬性。這些母粒自身可以為聚合物，并且在工業(yè)塑料生產(chǎn)期間使用任何狀態(tài)如固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。此外，多于一個母?？上薅噶５淖罱K配方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的可以是提供一種生產(chǎn)工藝的改進的控制。這個目的可以被獨立權(quán)利要求之一的特征實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。描述的實施例類似地屬于用于控制生產(chǎn)工藝的迭代方法、用于迭代地控制生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)控制單元、生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)控制單元的使用、計算機程序元件和計算機可讀介質(zhì)。盡管可能未詳細描述，但是不同的實施例的組合可能產(chǎn)生協(xié)同效果。進一步地，應注意的是，所有涉及方法的本發(fā)明的實施例可以按照所描述的步驟的順序執(zhí)行，但是這不必是方法的步驟的唯一和必須的順序。這里描述了方法步驟的所有不同順序和組合。根據(jù)本發(fā)明的第一示例實施例，提供一種用于控制復合材料和由復合材料形成的產(chǎn)品的至少一個的生產(chǎn)工藝的迭代方法。由此方法包括以下步驟:為第一生產(chǎn)提供至少一個額定參數(shù)給生產(chǎn)控制單元，生產(chǎn)控制單元決定是否有必要為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)。決定是基于指示參數(shù)和額定參數(shù)的分析的。由此指示參數(shù)和額定參數(shù)選自由工藝參數(shù)、材料配方參數(shù)和產(chǎn)品屬性參數(shù)組成的組。因此，校正參數(shù)選自由工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)組成的組。關于這一點，可以同時使用兩個或三個指示參數(shù)以及兩個或三個額定參數(shù)，其中這些參數(shù)包括至少一個工藝參數(shù)、一個材料配方參數(shù)和一個產(chǎn)品屬性參數(shù)。應注意的是，術語“提供參數(shù)”、“選擇參數(shù)”和“設置參數(shù)”包括從參數(shù)集選擇參數(shù)以及確定所選擇的參數(shù)的值。例如，提供、選擇或設置工藝參數(shù)“壓力:P = 500bar”為校正參數(shù)包括選擇“壓力”為校正參數(shù)以及確定值為500bar。此外，應注意的是，術語“生產(chǎn)控制單元”可以被理解為旨在根據(jù)限定的需求(額定參數(shù))優(yōu)化部件和材料屬性的產(chǎn)品控制單元。這表示這樣的事實:這個單元能夠控制部件生產(chǎn)工藝或轉(zhuǎn)換工藝、材料成分(或配方)或同時控制兩者。由此，“生產(chǎn)控制單元”可以是集成電路，例如在其上存儲有計算機程序的計算機中的集成電路。它還可以是運行在通用計算機上的計算機程序元件。進一步地，生產(chǎn)控制單元可包括用于向用戶顯示額定參數(shù)的設置、進行中的工藝、計算和結(jié)果的顯示器。生產(chǎn)控制單元可被自動地操作，但是通過用戶的手動干預和手動操作也是可行的。生產(chǎn)控制單元可進一步與仿真程序相連或交互，其中仿真程序可在短時間段內(nèi)(即在線)預測改變?nèi)魏畏N類的工藝參數(shù)和/或改變材料成分(材料配方參數(shù))的組分和組分比例在生產(chǎn)的產(chǎn)品的最終性能上產(chǎn)生的結(jié)果。由此，通過執(zhí)行工藝仿真確定改變?nèi)魏畏N類的工藝參數(shù)產(chǎn)生的結(jié)果，通過材料屬性仿真確定改變材料成分的組分和組分比例產(chǎn)生的結(jié)果，以及通過應用仿真確定由這些工藝參數(shù)和組分/組分屬性產(chǎn)生的最終性能。此外，生產(chǎn)控制單元可直接與例如材料供應商的更專業(yè)的信息系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(隨機的)相連，其允許當前生產(chǎn)設置的專業(yè)分析(優(yōu)化)。這相當于工藝參數(shù)及相應的配方的專業(yè)分析，可帶來材料供應商的改進的客戶支持。術語“生產(chǎn)工藝”可包括所有種類的轉(zhuǎn)換工藝，例如，將不同的材料如聚合物和母粒和添加劑轉(zhuǎn)換成例如塑料產(chǎn)品(例如，緩沖儀表板)的轉(zhuǎn)換工藝。由于塑料部件的質(zhì)量取決于生產(chǎn)工藝設置以及最終材料成分(配方)，因此術語生產(chǎn)工藝包括相關的參數(shù)、塑料部件的生產(chǎn)工藝和“最終”材料配方的生產(chǎn)。此外，“額定參數(shù)”可以是具有限定目標或需求的值的給定的或期望的參數(shù)。因此額定參數(shù)可被用作參考。額定參數(shù)可被自動地或手動地限定或預定。由此，將被加工的材料的任何屬性、生產(chǎn)或轉(zhuǎn)換工藝的任何屬性以及最終產(chǎn)品(塑料部件)的任何屬性都可以是額定參數(shù)。進一步地，任何額定參數(shù)都被控制在包括期望的最小值和最大值的帶寬內(nèi)。這種控制機制的目標是實現(xiàn)需求的每個額定參數(shù)的目標。如果這通過材料配方和/或工藝參數(shù)是不可行的，發(fā)出警報并提出進一步的建議(實現(xiàn)的界限)。額定參數(shù)可以進一步地根據(jù)重要性排序。主要由生產(chǎn)工藝的工藝參數(shù)確定的“材料/產(chǎn)品屬性”的示例是質(zhì)量、收縮率(尺寸)、翹曲、產(chǎn)品表面外觀的效果如凹痕、光澤度和虎紋。主要由材料配方參數(shù)確定的“材料/產(chǎn)品屬性”的示例是顏色、密度、材料力學和熱力力學如彈性系數(shù)、屈服性能、斷裂應變、韌性、粘彈特性(蠕變)和熱膨脹系數(shù)。更進一步地，材料流變能力、材料收縮率、表面外觀和發(fā)射參數(shù)主要地由材料配方確定。作為最終產(chǎn)品的屬性的示例，提及產(chǎn)品剛度、對沖擊的抵抗力、產(chǎn)品尺寸和翹曲。這些都是額定參數(shù)的示例。此外，至少一個額定參數(shù)的提供可以由用戶手動完成或者由計算機程序自動完成，其中計算機程序基于特定的預定信息如在先的生產(chǎn)日期從數(shù)據(jù)庫采集信息。此外，“指示參數(shù)”可以是測量或分析參數(shù),測量或分析參數(shù)可包括涉及生產(chǎn)工藝的參數(shù)、涉及復合材料的配方的參數(shù)、涉及生產(chǎn)的產(chǎn)品(最終產(chǎn)品)的屬性的參數(shù)和涉及生產(chǎn)工藝的環(huán)境條件的參數(shù)(例如溫度)?！肮に噮?shù)”的示例可以是熔化溫度、刀具溫度、注入速度和/或曲線、切換點、保壓壓力和曲線、保壓時間、冷卻時間、加工時間或以任何方式被生產(chǎn)機器(例如，注塑成型機器)的默認加工控制器控制的任何其他工藝參數(shù)。此外，實際的工藝參數(shù)可被連續(xù)地監(jiān)控，這意味著通過生產(chǎn)控制單元在例如注塑成型的情況下在生產(chǎn)期間循環(huán)地監(jiān)控，或者在例如擠壓加工的情況下連續(xù)地監(jiān)控。由此，生產(chǎn)控制單元可例如為注塑成型控制單元。指示參數(shù)進一步地包括材料配方參數(shù)?！安牧吓浞絽?shù)”的示例可以為任何種類的性能母粒及相應的母粒比例以及配料系統(tǒng)的任何其他可控參數(shù)。特定的性能母粒包含適當?shù)胤稚⒃谧罱K材料中、影響材料和由此生產(chǎn)的產(chǎn)品的特定屬性的濃縮物質(zhì)。例如，顆粒增強聚合物成分的顆粒含量可以是材料配方參數(shù)。配方制劑、組分及相應的比例被配料控制單元以任何方式循環(huán)地監(jiān)控和控制。這些指示參數(shù)或指示參數(shù)的值也被循環(huán)地或連續(xù)地傳送至生產(chǎn)控制單元。最終產(chǎn)品的“指示參數(shù)”的示例可以是例如顏色、質(zhì)量、尺寸、剛度、沖擊性能、表面外觀、發(fā)射、氣味的測量值，其可以被自動地或手動地測量，不管測量多少個。應進一步注意的是，在周期期間或之后監(jiān)控所有三個指示參數(shù)類型，例如工藝參數(shù)、材料配方參數(shù)和產(chǎn)品參數(shù)，并自動地或手動地與生產(chǎn)控制單元共享?？商鎿Q地，生產(chǎn)控制單元可僅基于工藝的指示參數(shù)或材料配方的指示參數(shù)而操作。由此，至少一個指示參數(shù)可由自動測量或分析提供并可被在線提供。但是，由用戶手動設置指示參數(shù)(假設另一個被用戶期望的值)也是可行的。這可在第一生產(chǎn)周期完成，第一生產(chǎn)周期組成帶來多個工藝周期期間的生產(chǎn)工藝的改進的迭代方法的開始或第一步驟。因此，實現(xiàn)生產(chǎn)的材料或產(chǎn)品的質(zhì)量控制。進一步地,術語“校正參數(shù)”可包括工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)。例如，“材料配方參數(shù)”可為將被使用的任何種類的性能母粒，術語“材料配方參數(shù)”可包括將被使用的任何母粒的任何比例和任何其他可被配料系統(tǒng)控制的參數(shù)。通過生產(chǎn)控制單元連續(xù)地(例如，擠壓)或者循環(huán)地(例如，注塑成型)監(jiān)控兩個校正參數(shù)集。這可能帶來質(zhì)量監(jiān)控和能夠快速生產(chǎn)由復合材料制成的滿足由額定參數(shù)給定的期望值的產(chǎn)品的自學習系統(tǒng)。進一步地，校正參數(shù)是基于生產(chǎn)控制單元的分析邏輯而被限定的。它們可以僅根據(jù)效率、工藝參數(shù)或材料配方參數(shù)而被重新限定。在一些情況下，同時重新限定兩個參數(shù)集。在通過限定任何校正參數(shù)都不能滿足額定參數(shù)的情況下，生產(chǎn)控制單元可向用戶發(fā)出警報。換句話說:由于生產(chǎn)控制單元被提供有關于用于生產(chǎn)復合材料或由復合材料形成的產(chǎn)品的材料配方的知識和關于生產(chǎn)裝置或生產(chǎn)工藝的知識，因此通過邏輯和算數(shù)相關性，生產(chǎn)控制單元計算出生產(chǎn)復合材料和/或產(chǎn)品的有效方式(工藝設置)。基于分析(仿真)，限定最有效的校正參數(shù)集以達到生產(chǎn)的產(chǎn)品的目標額定參數(shù)。由此，生產(chǎn)控制單元考慮改變參數(shù)對其他參數(shù)的影響。換句話說，生產(chǎn)控制單元通過控制生產(chǎn)的復合材料的屬性和/或通過控制生產(chǎn)單元的工藝參數(shù)實現(xiàn)最終產(chǎn)品的屬性(額定參數(shù))。生產(chǎn)控制單元永久地監(jiān)控是否實現(xiàn)額定參數(shù)。如果不是這種情況，生產(chǎn)控制單元選擇用于改進材料配方和/或工藝參數(shù)的用于隨后的工藝周期的校正參數(shù)及校正參數(shù)的值以便實現(xiàn)最終產(chǎn)品屬性。應注意的是，材料配方參數(shù)和工藝參數(shù)可以以不同的方式彼此影響。在數(shù)據(jù)庫和/或算法和仿真的至少一個可被提供至單元的情況下，生產(chǎn)控制單元知道這些相互作用的強度和對生產(chǎn)的部件的屬性的影響。這個數(shù)據(jù)庫可包括關于使用的材料、配方和加工事實的知識。此外，數(shù)值仿真可交互性地運行并為生產(chǎn)控制單元提供關于工藝參數(shù)和/或材料配方參數(shù)對最終產(chǎn)品的特定的質(zhì)量相關的參數(shù)的影響/敏感度的詳細信息。由此，術語“復合材料”包括已經(jīng)在用至少兩個不同的原料的生產(chǎn)工藝期間使用的任何材料。例如，將具有至少一個額外的母粒的聚合物材料轉(zhuǎn)換成任何種類的塑料材料可以是用于本文描述的迭代方法的應用。例如，通過配料控制單元直接在注塑成型機器上混合在一起的基質(zhì)聚合物及一個或數(shù)個性能母?？尚纬杀桓鶕?jù)本發(fā)明的迭代方法控制的生產(chǎn)工藝。進一步地，應注意的是，這個任何種類的塑料材料生產(chǎn)工藝的示例不將本發(fā)明的用于生產(chǎn)工藝的迭代方法限制在工業(yè)行業(yè)或生產(chǎn)工藝。工藝設置和材料配方兩者都是非常復雜的系統(tǒng)，其互相依賴。例如，材料配方A和材料配方B以不同的方式在限定的類似的加工條件下反應。這也是事實，如果例如產(chǎn)品的壁厚或流長不同，材料配方A在類似的工藝條件下在兩個不同的生產(chǎn)工具中不同地反應。由此，加工條件以不同的方式影響產(chǎn)品屬性，工藝參數(shù)不能被任意地改變。工藝設置和所有它們的相關性是提供給生產(chǎn)控制單元的技術訣竅。此外，最佳的材料配方和母粒的不同物質(zhì)在給定的加工條件下對材料性能的所有效果也是本發(fā)明的迭代方法的技術訣竅，并通過例如迭代生成的數(shù)值仿真提供給生產(chǎn)控制單元。因此，本發(fā)明的方法的優(yōu)點可以是材料和產(chǎn)品(例如塑料材料和塑料產(chǎn)品)的便宜和有效生產(chǎn)。更進一步地，本方法避免使用準備好的材料并迭代地發(fā)現(xiàn)哪個材料成分在期望的和給定的值的考慮下是最佳的。換句話說，本發(fā)明將工藝變成自學習生產(chǎn)工藝。這不僅允許優(yōu)化工藝設置，還允許將材料配方優(yōu)化成滿足額定參數(shù)集中限定的產(chǎn)品屬性。因此，工具的小型采用(即，收縮)可被優(yōu)化的互相關參數(shù)集的材料配方和工藝參數(shù)解決。相比于普通的工業(yè)工藝，可實現(xiàn)更快速和更便宜的工具設置。本發(fā)明的這些優(yōu)點可被看作是關于材料、配方、工藝和生產(chǎn)設計的知識的同步和迭代組合的效果。此外，由于本發(fā)明的方法可保證關于產(chǎn)品屬性的運行工藝的一致性。同時可實現(xiàn)生產(chǎn)的質(zhì)量控制。算術運算的減少和工具設置中測試的復合物的數(shù)量的減少可以是本發(fā)明的方法的積極效果，并可因此降低生產(chǎn)成本。增加與不同的材料和工藝合作的自由可能是本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)點。被專業(yè)人員或?qū)I(yè)分析和/或數(shù)值仿真系統(tǒng)在線支持可能是本發(fā)明的附加特征。除了本發(fā)明的這些優(yōu)點之外，還可產(chǎn)生經(jīng)濟效果和進一步的優(yōu)點，例如減少影響生產(chǎn)、算術運算和運輸?shù)膹秃衔锏膹碗s性。由于本發(fā)明的方法，很大尺寸的標準的性能母粒生產(chǎn)也是可行的。與此還描述了用于材料供應商交易特定基質(zhì)材料和數(shù)個相應的母粒材料的新商業(yè)模式。例如，使用的技術訣竅可以是用于不同的客戶的租賃商業(yè)模式。由此，開放復合物類型的生產(chǎn)是可行的，其中材料責任不必傳遞至客戶?？傮w上，可降低復合物的復雜性，同時改進產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性。換句話說:在普通的塑料生產(chǎn)中，應用工程的領域和質(zhì)量工程的領域被生產(chǎn)控制單元結(jié)合地應用，其中應用工程的領域包括材料和設計成分，質(zhì)量工程的領域包括加工、工具和材料成分。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例實施例，方法包括基于指示參數(shù)和額定參數(shù)為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)的步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例實施例，方法包括以下步驟:關于至少一個額定參數(shù)計算第一可能校正參數(shù)的第一效率和第二可能校正參數(shù)的第二效率；以及從第一可能校正參數(shù)和第二可能校正參數(shù)中選擇具有較高的效率的那個作為校正參數(shù)。在任何實施例中，生產(chǎn)控制單元確定校正參數(shù)的最有效改變。通過計算的控制變量設置簡單的控制變量可以是可行的。由此，通過例如方程式和/或數(shù)據(jù)庫值和/或數(shù)值仿真提供考慮工藝參數(shù)、產(chǎn)品屬性參數(shù)和材料參數(shù)的完全自動的工藝。通過操作者的手動控制也是可行的，其相當于半自動。進一步地，帶來自學習控制邏輯的人工智能的實施是可行的。單元可進一步被手動支持，這意味著使用由用戶進行的實驗結(jié)果。換句話說，生產(chǎn)控制單元計算不同的校正參數(shù)實現(xiàn)期望的額定參數(shù)值的不同可能性。這通過組合關于材料、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的物理形態(tài)的知識而完成。通過向生產(chǎn)控制單元提供關于將被加工成復合材料的原料的知識以及通過向生產(chǎn)控制單元提供關于生產(chǎn)工藝和用于工藝的生產(chǎn)裝置的知識，生產(chǎn)控制單元可快速、有效和便宜地組合這些知識以實現(xiàn)額定參數(shù)。生產(chǎn)控制單元可考慮參數(shù)集的所有可能效果和相互關系。因此，本發(fā)明的這個示例實施例關于影響額定參數(shù)的效率選擇校正參數(shù)。如果測量到的與額定參數(shù)的偏差太大，使用至少一個校正參數(shù)。如果必要，可同時使用數(shù)個校正參數(shù)。優(yōu)化工藝選擇最有效的校正參數(shù)或不同校正參數(shù)的最有效組合，不管它們是屬于工藝參數(shù)組還是材料配方參數(shù)組。由此，術語“可行”應表示不同的校正參數(shù)的組合中的校正參數(shù)在計算之后，根據(jù)它被計算出的效率而被選擇或不被選擇。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例實施例，方法包括步驟:通過數(shù)據(jù)庫和/或仿真程序提供用于計算來自包括校正參數(shù)的效率和校正參數(shù)的效果的組的元素的數(shù)據(jù)。由此，術語“效果”應表示在計算期間考慮校正參數(shù)的改變與其他參數(shù)的相互作用。應明確地注意的是，工藝參數(shù)和材料參數(shù)可相互作用。由此，數(shù)據(jù)庫可被包括在生產(chǎn)控制單元中，但是也可是外部提供，例如數(shù)據(jù)庫與生產(chǎn)控制單元的在線連接是可行的。由此，在數(shù)據(jù)庫中可集成將被用于工藝的所有原料及它們是如何互相反應的知識以及關于工藝和加工裝置的知識。因此，生產(chǎn)控制單元可計算材料側(cè)、工藝側(cè)之間的或兩者之間的改變的任何相互作用。因此，通過生產(chǎn)控制單元可能可以進行部件性能的閉環(huán)控制，閉環(huán)控制包括工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)的驗證。通過生產(chǎn)控制單元，由于考慮到兩個參數(shù)集以及考慮到部件性能，增強開放復合物概念?；趯嶋H監(jiān)控到的工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)，生產(chǎn)控制單元提出兩個系統(tǒng)的最有效設置(工藝參數(shù)和材料配方參數(shù))。僅僅通過生產(chǎn)控制單元可生產(chǎn)出一致的產(chǎn)品屬性，即使考慮多于一個生產(chǎn)或轉(zhuǎn)換工藝。根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，材料配方參數(shù)包括不同原料組分的參數(shù)和組分的比例的參數(shù)。例如，在塑料工程領域，通過根據(jù)應用需求定制材料配方來優(yōu)化要生產(chǎn)的材料。這些需求可由額定參數(shù)描述或可被翻譯成額定參數(shù)?！安牧吓浞絽?shù)”的示例是不同種類的聚合物基質(zhì)、額外的物質(zhì)如橡膠、第二物質(zhì)如滑石、色母粒和多種添加劑。這些物質(zhì)可被用作對聚合物的溶解或不溶解(純)添加。而且，這些母粒(溶劑)可確定和影響將被生產(chǎn)的塑料材料的屬性。這些母粒自身可以為聚合物，并且在工業(yè)塑料生產(chǎn)期間使用任何狀態(tài)如固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。進一步地，甚至多于一個母粒可以限定最終配方母粒。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例實施例，通過生產(chǎn)控制單元設置至少一個校正參數(shù)包括發(fā)起不同的生產(chǎn)工藝以便實現(xiàn)至少一個額定參數(shù)。由此，生產(chǎn)控制單元可發(fā)起生產(chǎn)/轉(zhuǎn)換工藝的改變，如果它對于以快速、便宜和有效的方式實現(xiàn)額定參數(shù)是必要的。這可由相同的生產(chǎn)裝置實現(xiàn)，但是也可通過生產(chǎn)控制單元訪問和激活另一個生產(chǎn)裝置。因此，用于激活不同的生產(chǎn)裝置所需的生產(chǎn)控制單元之間的任何連接可被包括在生產(chǎn)控制單元中。但是在一個相同的生產(chǎn)裝置內(nèi)的不同生產(chǎn)工藝之間切換也是可行的。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例實施例，方法進一步包括以下步驟:關于至少一個額定參數(shù)分析材料和產(chǎn)品的至少一個，基于分析和基于至少一個額定參數(shù)為隨后的生產(chǎn)周期提供至少一個新的指示參數(shù)值，以及將新的指示參數(shù)值提供給生產(chǎn)控制單元。其中“分析”材料和產(chǎn)品包括分析材料屬性和產(chǎn)品或部件屬性。應注意的是，對于整個文檔，術語“測量”和“分析”被同樣地使用。這類似地適合于“分析”和“測量”的所有動詞形式。在第一步驟中限定額定參數(shù)之后，分析或測量隨后生產(chǎn)的材料或產(chǎn)品。確定它是否滿足由額定參數(shù)表示的期望值。如果必要，分析或測量帶來用于下一個生產(chǎn)周期的指示參數(shù)集的一個或多個校正參數(shù)的一個或多個值。這是用于生產(chǎn)或生產(chǎn)控制單元的驗證信息，生產(chǎn)或生產(chǎn)控制單元可基于此做出決定并可限定或重新限定新的校正參數(shù)。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的方法可包括步驟:生產(chǎn)、關于預定的額定參數(shù)進行測量、采集新的(校正的)指示參數(shù)值、以及將新的值提供給生產(chǎn)控制單元，生產(chǎn)控制重新限定下一個生產(chǎn)周期以便改進已經(jīng)被分析或測量過、還未達到期望值的性能。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，自動地和/或通過用戶處理指示參數(shù)集的至少一個新的值的提供和分析。這包括使用數(shù)據(jù)庫值、使用計算出的相互關系的參數(shù)或使用仿真程序的結(jié)果，仿真程序?qū)嶋H上計算材料屬性、轉(zhuǎn)換工藝的細節(jié)或最終產(chǎn)品(部件)的屬性(應用測試)。如果通過測量裝置采集到將被分析的材料或產(chǎn)品屬性，新的指示參數(shù)值被自動地處理并可通過通信裝置被發(fā)送至生產(chǎn)控制單元。這個通信裝置可以是有線或無線的。例如，可以提供操作指示參數(shù)值的分析、測量或仿真和生成的單元與生產(chǎn)控制單元的在線連接，但是也可由用戶提供，用戶通過用戶接口手動地輸入新的指示參數(shù)值或者完全新的指示參數(shù)集。這可能帶來在檢查生產(chǎn)的材料或產(chǎn)品(部件)的屬性之后的用戶的手動反饋。
根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，方法包括步驟:提供包括工藝參數(shù)和/或材料配方參數(shù)的驗證的產(chǎn)品屬性參數(shù)的閉環(huán)控制。只要塑料產(chǎn)品的產(chǎn)品生產(chǎn)中的“閉環(huán)”進行兩個參數(shù)集(工藝參數(shù)和材料參數(shù))的控制，認為這個控制落在本文描述的方法的意思內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，生產(chǎn)工藝選自由注塑成型、壓縮成型、擠壓、吹塑成型、旋轉(zhuǎn)、任何連續(xù)的和不連續(xù)的生產(chǎn)工藝、以及材料配方參數(shù)和工藝參數(shù)影響最終產(chǎn)品性屬性的任何生產(chǎn)工藝組成的組。因此，塑料的任何連續(xù)的和任何不連續(xù)的轉(zhuǎn)換工藝可被包括在術語“生產(chǎn)工藝”中。在這些工藝期間，配料的時間控制和配料的不同位置的控制是可選的。進一步地，控制的配料的數(shù)量是可選的，在塑料生產(chǎn)的情況下，可能需要相對于聚合物基質(zhì)最少一個額外的原料。生產(chǎn)的材料和產(chǎn)品的示例可以是用于汽車工業(yè)的任何塑料部件，如護板、面板、座殼、顯示器、顯示框、結(jié)構(gòu)組件、前端、風扇、通風系統(tǒng)的組件、控制和儀表、減震器、阻尼器、保護板、擋泥板、翼、后門的部件、車身板件和裝飾條。更進一步地，洗衣機的機身或外殼、洗衣機的筒、洗衣機的基座、真空吸塵器、冰箱的外殼、或用于家電工業(yè)或運輸和物流工業(yè)的任何塑料部件。還可包括管道系統(tǒng)如水或廢物系統(tǒng)的部件。此外，可包括膜類產(chǎn)品、輪廓或半制成的部件，不管這些產(chǎn)品是在不連續(xù)的還是連續(xù)的生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)的。由于方法可應用于很多不同的生產(chǎn)工藝，一種用于在短時間段內(nèi)在給定的期望值的考慮下生產(chǎn)高質(zhì)量和一致性的材料和產(chǎn)品的通用和有效的方法可以是可行的。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，生產(chǎn)工藝將至少一種聚合物和至少一種母粒轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品/部件的最終材料成分(復合材料)。由此，術語“母?！笨砂ɡ缟噶；蛉魏纹渌仨毰c任何聚合物基質(zhì)混合在一起以生產(chǎn)具有特定屬性的塑料材料的添加劑物質(zhì)。塑料材料被描述為由至少兩個不同的原料如聚合物基質(zhì)和母粒加工生成的復合材料。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例,材料是任何種類的塑料材料。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，材料選自由聚丙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺樹脂、橡膠類材料、穩(wěn)定劑、添加劑、顏料、任何其他的熱塑性和熱固性聚合物、非增強復合材料、增強復合材料和部分增強復合材料組成的組。由此，這些材料的任何可能混合被包括在這個示例實施例中。非增強復合材料可由可被混合的一個或多個同質(zhì)聚合物組成。增加添加劑也是可行的。增強復合材料可被可能在納米級、微觀尺寸和宏觀尺寸上存在的異質(zhì)材料結(jié)構(gòu)(相形態(tài))限定。進一步地，增強復合材料可由一個或多個聚合物基質(zhì)、數(shù)個填料系統(tǒng)和/或添加劑組成。特別地，增強復合材料可由硬顆粒和軟顆?；騼烧叩慕M合而組成。進一步地，本文描述的混合、添加劑、顆粒和著色顏料的任何比例是可行的。進一步地，在本文描述的生產(chǎn)工藝期間使用的配方的物質(zhì)可以被溶解在另一材料中，其中溶劑被稱作母?；蛱幱诩儜B(tài)(純滑石顆粒)。母?？蛇M一步被另一材料稀釋或不稀釋。更進一步地，被分別配料的成分的物質(zhì)濃度可以是可選的，換句話說，純顆粒以及任何顆粒含量的性能母粒是可行的。進一步地，溶解的物質(zhì)的混合是可行的。由此，將被配置的物質(zhì)的種類和數(shù)量可以是不受限制的。進一步地，不同的配料系統(tǒng)可在生產(chǎn)工藝期間同時操作。由不同的配料系統(tǒng)配置的物質(zhì)的種類和數(shù)量可以是不受限制的。此外，限定配方的物質(zhì)或種類可以是不受限制的。此外，母粒材料可以是可選的。例如，母粒材料可以是聚合物、固體物質(zhì)、液體或氣體。進一步地，溶解在一種母粒基質(zhì)中的物質(zhì)的種類可以是不受限制的。此外，母粒載體可以是(大部分體積)與產(chǎn)品的配方材料相同的材料，或者它也可以是自身影響配方材料的性能的物質(zhì)?；|(zhì)載體也可以是與最終配方的基質(zhì)相同的基質(zhì)材料。由此，基質(zhì)材料是最終配方的主要材料載體，物質(zhì)的基質(zhì)載體是母粒的主要材料，所有基質(zhì)可以是相同的或不同的。因此，母粒的變化可以是可行的。進一步地，限定一個母粒載體的基質(zhì)的種類可以是不受限制的。在不同的配料單元中控制的單個母粒的數(shù)量也可以是不受限制的。一些物質(zhì)是純的因此不被溶解，一些溶解在母粒中。限定配方的單個物質(zhì)的數(shù)量可以是不受限制的，其中可被溶解的或不可被溶解的最少一種額外的物質(zhì)必須以所建議的控制的方式而被配置。被控制的配置的物質(zhì)可能影響一個單個的最終屬性或數(shù)個不同的屬性。影響的屬性的數(shù)量和被配置的物質(zhì)的數(shù)量可以是可選的。必須注意的是，單個物質(zhì)一般地以不同的方式影響不同的屬性。另外，一種物質(zhì)可能與另一種物質(zhì)相互關聯(lián)并區(qū)分所需的效果。可在轉(zhuǎn)換工藝期間以控制的方式配置最少一種單個的額外的物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，提出一種用于迭代地控制材料和由材料形成的產(chǎn)品的至少一個的生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)控制單元。這個生產(chǎn)控制單元包括計算單元和輸入接口，其中輸入接口適用于接收至少一個額定參數(shù)，其中輸入接口進一步適用于在第一生產(chǎn)周期中接收至少一個指示參數(shù)。進一步地，計算單元適用于基于指示參數(shù)和基于額定參數(shù)計算用于隨后的工藝周期(時間)的至少一個校正參數(shù)，其中指示參數(shù)和額定參數(shù)選自由工藝參數(shù)、材料配方參數(shù)和產(chǎn)品屬性參數(shù)組成的組。進一步地，校正參數(shù)選自由工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)組成的組。正常情況下的“生產(chǎn)工藝”是不連續(xù)的工藝，其中生產(chǎn)控制單元不連續(xù)地接收指示參數(shù)值。換句話說，這循環(huán)地發(fā)生?？商鎿Q地，在連接的生產(chǎn)工藝的情況下，生產(chǎn)控制單元在生產(chǎn)時間內(nèi)連續(xù)地接收指示參數(shù)的信息。通過將這種生產(chǎn)控制單元應用于任何種類的生產(chǎn)工藝，特別地應用于塑料和塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)，描述包括工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)的驗證的產(chǎn)品屬性的閉環(huán)控制。僅僅通過兩個參數(shù)集(工藝材料和材料配方參數(shù))的考慮，實現(xiàn)確定生產(chǎn)的產(chǎn)品的屬性的閉環(huán)生產(chǎn)控制單元。這可通過本發(fā)明的生產(chǎn)控制單元實現(xiàn)?；趯嶋H監(jiān)控到的工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)，生產(chǎn)控制單元提出兩個系統(tǒng)的最有效設置。這通過計算和分析用于實現(xiàn)產(chǎn)品屬性的實際設置的額定參數(shù)(需求)的用于下一個生產(chǎn)周期或生產(chǎn)時間的最有效的校正參數(shù)或參數(shù)組而完成。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，生產(chǎn)控制單元進一步包括輸出接口，其中輸出接口適用于基于校正參數(shù)發(fā)起生產(chǎn)裝置的控制。換句話說，生產(chǎn)控制單元可設置生產(chǎn)裝置的(或為生產(chǎn)裝置設置)新的工藝或材料配方參數(shù)，該生產(chǎn)裝置是轉(zhuǎn)換裝置和/或配料裝置或產(chǎn)品生產(chǎn)所需的任何其他相關裝置中的任一個。在分析和測量指示參數(shù)或指示參數(shù)的值之后，以及在計算與額定參數(shù)的偏差之后，生產(chǎn)控制單元通過輸出接口向生產(chǎn)裝置發(fā)送工藝信號，由此通過生產(chǎn)控制單元控制生產(chǎn)裝置。這基于計算出的校正參數(shù)完成，其中校正參數(shù)保證與關于相關的轉(zhuǎn)換工藝的知識結(jié)合的關于使用的材料的知識被最佳地應用。
根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，生產(chǎn)控制單元包括至少一個測量裝置，至少一個測量裝置用于關于至少一個限定的額定參數(shù)分析材料和/或產(chǎn)品屬性的一個的至少一個。為了檢查生產(chǎn)的材料或生產(chǎn)的部件的屬性和特征，可通過測量裝置關于必須滿足的屬性進行不同的分析、測試和測量。被測量的屬性(額定參數(shù))可在開始生產(chǎn)工藝之前被預限定或者它們甚至可在生產(chǎn)工藝期間被限定。例如,如果額定參數(shù)是由OEM規(guī)定的特定楊氏模量(純材料參數(shù))，對產(chǎn)品應用機械測試以便采集實際的產(chǎn)品剛度，產(chǎn)品剛度事實上是材料的楊氏模量的函數(shù)。如果采集的剛度和楊氏模量不符合，計算和限定校正參數(shù)的最有效值用于改進隨后的生產(chǎn)周期。例如，材料參數(shù)(楊氏模量)可在( Μ的合同書中被預定并被測試標準(式樣)檢查或者如果可能直接在產(chǎn)品(部件)上檢查，得出例如指示參數(shù)“楊氏模量(材料剛度)”的實際值。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，測量裝置選自由尺寸測量裝置、密度和質(zhì)量測量裝置、光學測量裝置、機械測量裝置、磁測量裝置、溫度測量裝置、電氣測量裝置、顏色測量裝置以及任何能夠測量產(chǎn)品材料的屬性、生產(chǎn)的部件的屬性(例如，尺寸)或工藝的屬性的傳感器組成的組。也可在從產(chǎn)品上取的標準試樣上測試材料屬性。因此，可以提供用于輸入指示參數(shù)的測量值的用戶接口。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，生產(chǎn)控制單元包括遠程控制裝置，其中通過遠程控制裝置，用戶能夠在任何遠程位置操作生產(chǎn)控制單元。這個示例實施例可能帶來這樣的優(yōu)點，例如，材料供應商或生產(chǎn)裝置供應商的人員或系統(tǒng)能夠遠程地控制可能發(fā)生在遙遠的位置的生產(chǎn)工藝。根據(jù)進一步示例實施例，生產(chǎn)控制單元進一步地包括至少兩個不同的確定校正參數(shù)的效率和/或校正參數(shù)的效果的仿真單元。根據(jù)進一步示例實施例，生產(chǎn)控制單元包括存儲不同的生產(chǎn)工藝和/或用于生產(chǎn)工藝的不同原料的至少一個的數(shù)據(jù)的至少兩個不同的數(shù)據(jù)庫，其中每個數(shù)據(jù)庫均與生產(chǎn)控制單元相連，其中生產(chǎn)控制單元可被不同的用戶通過用于不同的生產(chǎn)工藝的連接使用。應注意的是，在本發(fā)明的另一個實施例中，兩個數(shù)據(jù)庫彼此相等且僅存在一個數(shù)據(jù)庫，其中存儲屬性和所有的相互關系。換句話說，提出一種用于迭代地控制材料和產(chǎn)品的至少一個的生產(chǎn)工藝的多用戶生產(chǎn)控制系統(tǒng)。例如，如圖5所示，具有他們自己的不同的數(shù)據(jù)庫的不同用戶可具有對生產(chǎn)控制單元的訪問，其中他們自己的數(shù)據(jù)庫具有他們的特定的材料數(shù)據(jù)和/或特定的工藝數(shù)據(jù)。因此，在不同地點的不同用戶享受生產(chǎn)控制單元的優(yōu)點。他們可能都具有他們自己的生產(chǎn)控制單元的應用，其對于他們的材料和他們的生產(chǎn)工藝可能是特定的。例如，這可應用于這樣的情況:材料供應商擁有材料和材料配方的知識并為不同的客戶提供可能性，其中每個客戶使用由材料供應商提供的不同材料生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。與每個特定的客戶共享材料的特定知識和客戶關于生產(chǎn)工藝的特定知識為每個客戶在他自己的生產(chǎn)工藝期間提供優(yōu)點。由于有效快速地控制和優(yōu)化每個特定和不同生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)控制單元的使用，這是可行的。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，提出一種用于復合材料和由復合材料制成的產(chǎn)品的至少一個的迭代控制的生產(chǎn)的生產(chǎn)裝置。由此，生產(chǎn)裝置包括上面或下文中描述的生廣控制單兀。此外，生產(chǎn)裝置可以是任何能夠加工以下工藝中的至少一種的裝置:注塑成型、壓縮成型、擠壓、吹塑成型、旋轉(zhuǎn)、任何連續(xù)的和不連續(xù)的生產(chǎn)工藝、以及材料配方參數(shù)和工藝參數(shù)影響最終的產(chǎn)品性能的任何生產(chǎn)工藝。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，生產(chǎn)裝置進一步包括材料控制單元和工藝控制單元，其中材料控制單元適用于結(jié)合生產(chǎn)控制單元控制不同的原料組分和組分的比例的選擇，其中工藝控制單元適用于結(jié)合生產(chǎn)控制單元控制工藝參數(shù)。換句話說，材料控制單元取代生產(chǎn)控制單元承擔涉及材料成分和配料的選擇的任務，其中例如轉(zhuǎn)換裝置的工藝控制單元取代生產(chǎn)控制單元承擔控制工藝參數(shù)的任務。需注意的是，這結(jié)合生產(chǎn)控制單元完成，意味著例如通過材料控制單元和工藝控制單元測量或分析指示參數(shù)，但是指示參數(shù)被提供給生產(chǎn)控制單元以便計算正確的校正參數(shù)。此外，將校正參數(shù)從生產(chǎn)控制單元發(fā)送至材料控制單元和工藝控制單元。然后，材料控制單元基于新的校正參數(shù)改變配料系統(tǒng)的設置。生產(chǎn)控制單元進一步設置涉及生產(chǎn)或轉(zhuǎn)換工藝的參數(shù)或者涉及生產(chǎn)裝置的任何參數(shù)。生產(chǎn)裝置可進一步包括任何種類的由生產(chǎn)控制單元控制的配料系統(tǒng)和由單元控制的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中單元組合開放復合物生產(chǎn)的兩個系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，提出一種生產(chǎn)控制單元的使用，用于將任何材料轉(zhuǎn)換成形成產(chǎn)品的塑料材料。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，提出一種計算機程序元件，其特征在于，元件被應用于當在通用計算機上使用時導致計算機執(zhí)行方法的步驟。根據(jù)本發(fā)明的進一步示例實施例，提出一種計算機可讀介質(zhì)，在計算機可讀介質(zhì)上存儲有計算機程序元件。因此，這種計算機程序元件可以存儲在計算單元上，計算單元也可是本發(fā)明的實施例的部分。計算單元可被應用于操作或引起操作上面描述的方法的步驟。而且，它可被應用于操作上面描述的裝置的組件。計算單元可被應用于自動地操作和/或執(zhí)行用戶的指令或可遠程地操作。此外，計算單元可請求用戶的選擇以處理用戶的輸入。本發(fā)明的這個實施例覆蓋從一開始就使用本發(fā)明的計算機程序，以及通過更新的方式將現(xiàn)存的程序轉(zhuǎn)變?yōu)榛诒景l(fā)明的程序的計算機程序。進一步地，本發(fā)明的另一個示例實施例可以是用于使得計算機程序元件可用于下載的介質(zhì)，其中計算機程序元件被應用于操作根據(jù)上述實施例的一個的方法。本發(fā)明的另一個方面可以是以這樣的方式組合材料知識、加工知識和關于兩者在形成產(chǎn)品的特定屬性中的相互關聯(lián)的效果的知識:執(zhí)行從至少兩個材料的快速、有效、一致、便宜和多樣實用性的塑料生產(chǎn)。額外地，這可被遠程地控制，允許通過一個單個的生產(chǎn)控制單元(多任務)控制多個生產(chǎn)。本發(fā)明的另一個方面可以是仿真程序計算材料成分的指示參數(shù)和/或用于產(chǎn)品屬性的限定的額定參數(shù)的工藝參數(shù)，其中工藝參數(shù)至少包括被轉(zhuǎn)換成復合材料的一種聚合物和至少一種母粒。由此，任何計算方法或計算方法-編程經(jīng)驗知識的任何組合、隨機分析(數(shù)據(jù)庫)、基于物理的分析模型或詳細的數(shù)值仿真可被應用于發(fā)現(xiàn)指示參數(shù)的最佳初始設置或任何指示參數(shù)的最有效校正。此外，在下一個步驟中，可將仿真方法(程序)與用于優(yōu)化和/或逆向工程的數(shù)值方法相連接。所有這些計算程序可直接與生產(chǎn)控制單元交互，或者計算程序也可遠程地運行。將關于材料的知識與關于生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)裝置的知識組合以實現(xiàn)快速、有效、一致、適合或便宜地控制生產(chǎn)工藝可被看作是本發(fā)明的要點。上面描述的方面和進一步方面、本發(fā)明的特征和優(yōu)點也可從下文描述的實施例的示例中導出。下文將結(jié)合實施例的示例詳細描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于實施例的示例。


圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的生產(chǎn)控制單元；圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的另一生產(chǎn)控制單元；圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的另一生產(chǎn)控制單元；圖4示意性地示出表示根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的方法的流程圖；圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的另一生產(chǎn)控制單元；圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的另一生產(chǎn)控制單元；以及圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的生產(chǎn)裝置。標號列表:SI提供生產(chǎn)控制單元S2為生產(chǎn)控制單元提供至少一個額定參數(shù)S3在第一生產(chǎn)周期中為生產(chǎn)控制單元提供至少一個指示參數(shù)S4a通過生產(chǎn)控制單元決定是否有必要為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)S4通過生產(chǎn)控制單元基于指示參數(shù)和額定參數(shù)為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)S5關于至少一個額定參數(shù)計算第一校正參數(shù)的第一效率和第二校正參數(shù)的第二效率S6從第一校正參數(shù)和第二校正參數(shù)中選擇具有更高效率的任何一個作為校正參數(shù)S7提供用于計算效率的數(shù)據(jù)S8關于至少一個額定參數(shù)分析材料和產(chǎn)品的至少一個S9基于分析和基于至少一個額定參數(shù)為隨后的生產(chǎn)周期提供至少一個新的指示參數(shù)值SlO將新的指示參數(shù)值提供至生產(chǎn)控制單元Sll提供包括工藝參數(shù)和材料配方參數(shù)的驗證的生產(chǎn)屬性參數(shù)的閉環(huán)控制i生產(chǎn)控制單元2生產(chǎn)工藝3 材料4 產(chǎn)品5計算單元
6輸入接口7額定參數(shù)8指示參數(shù)8a手動設置的指示參數(shù)8b自動/在線設置的指示參數(shù)10校正參數(shù)IOa用于使用材料配方參數(shù)的第二周期的校正參數(shù)IOb用于使用工藝參數(shù)的第二周期的校正參數(shù)12工藝參數(shù)13材料配方參數(shù)14產(chǎn)品屬性參數(shù)15輸出接口16生產(chǎn)裝置17測量裝置19a涉及關于使用的原料和配方的知識的數(shù)據(jù)庫19b涉及關于生產(chǎn)/轉(zhuǎn)換工藝或生產(chǎn)裝置的知識的數(shù)據(jù)庫20 原料21 連接22計算機程序元件23計算機24計算機可讀介質(zhì)25材料控制單元26工藝控制單元27配方組分的控制28工藝環(huán)境29第一工藝30第二工藝31聚合物32母粒/添加劑33被控的產(chǎn)品屬性34顯示器35用戶接口36多用戶生產(chǎn)控制系統(tǒng)37控制單元和生產(chǎn)裝置之間的通信38材料配方參數(shù)設置對于工藝參數(shù)的影響的檢查39工藝參數(shù)設置對于材料配方參數(shù)的影響的檢查
具體實施例方式數(shù)個圖中的類似的或相關的組件被提供有相同的附圖標記。圖是示意性的且不是完全按比例的。圖1示出生產(chǎn)控制單元的示例性實施例。它可包括計算單元5、輸入接口 6以及一個或數(shù)個輸出接口 15。額定參數(shù)7可由用戶預定或者可由數(shù)據(jù)庫傳送至輸入接口 6。它們還可在生產(chǎn)工藝2的期間被改變。進一步地，指示參數(shù)的手動設置8a可由用戶通過例如顯示器完成。但是指示參數(shù)的自動或在線設置8b也是可行的。兩種設置均被提供至輸入接口 6。自動傳送的指示參數(shù)Sb可能在測量裝置17檢查過生產(chǎn)的材料3或產(chǎn)品4的屬性之后生成。如圖1所示，這可在生產(chǎn)裝置16在第一生產(chǎn)周期中生產(chǎn)出材料3或產(chǎn)品4之后完成。然而，可從工藝控制單元26以及從材料控制單元25以及從配方組分的控制27發(fā)送額外的指示參數(shù)8至生產(chǎn)控制單元I的輸入接口 6。這個配方組分的控制27也可以是材料控制單元的部分。這些指示參數(shù)的提供參考數(shù)值8。然后，提供給輸入接口 6的所有這些指示參數(shù)輸入8、8a和Sb可被計算單元5使用以通過發(fā)現(xiàn)用于第二周期的最有效校正參數(shù)10而發(fā)現(xiàn)用于生產(chǎn)工藝的改進的快速和有效的解決方式。然后，可通過輸出接口 15將這些校正參數(shù)10發(fā)送至材料控制單元25和工藝控制單元26。配方組分的控制27也可被提供有校正參數(shù)10。如箭頭37所示，提供控制單元和將被控制的部分之間的通信。由此，圖1示出通過生產(chǎn)控制單元I基于生產(chǎn)控制單元關于材料、在特定的加工條件下的材料特性的組合知識以及關于加工細節(jié)的知識而控制和優(yōu)化的生產(chǎn)工藝2。由于材料配方參數(shù)、工藝參數(shù)和產(chǎn)品屬性參數(shù)之間的參數(shù)改變而產(chǎn)生的可能的相互作用被生產(chǎn)控制單元考慮用于優(yōu)化。例如，如果生產(chǎn)控制單元I被應用于塑料工程，它可能可以組合關于材料供應商的材料的知識以及生產(chǎn)裝置供應商的知識，其中材料供應商通常根據(jù)應用需求優(yōu)化材料和定制材料配方。進一步地，設計產(chǎn)品的知識可被包括在生產(chǎn)控制單元的功能中。這意味著校正參數(shù)可例如為產(chǎn)品的特定部件的厚度以實現(xiàn)特定彈性。通過分析用于實現(xiàn)基于校正的工藝和配料設置的目標的最佳策略，與指示參數(shù)的反饋信號相結(jié)合的生產(chǎn)控制單元用作產(chǎn)品或材料屬性的閉環(huán)控制。換句話說，生產(chǎn)控制單元I通過監(jiān)控到的指示變量8以及通過額定變量集7 (目標產(chǎn)品屬性)調(diào)整和限定隨后的工藝時間(例如，擠壓)的或者用于隨后的工藝周期(例如，注塑成型)的校正變量10?；谧C明的和限定的相關性(邏輯、算法)設置校正變量10。由此，基于限定最終產(chǎn)品和/或材料屬性(工藝、配方、工藝環(huán)境)的任何參數(shù)的考慮，部件屬性的閉環(huán)控制變得可行。邏輯決定校正變量的效率。在一些情況下，只是應用工藝設置而不應用配方比例是更有效的，反之亦然。然而，通過單元可同時設置任何校正參數(shù)。通過材料供應商測試考慮到在變化的工藝參數(shù)和環(huán)境下考慮的任何配方母粒(例如，滑石母粒)的材料屬性的相關性(邏輯)。這個信息被嚴格地與特定母粒結(jié)合在一起并因此通過材料供應商提供給生產(chǎn)控制單元I。圖2示出本發(fā)明的另一個示例實施例。生產(chǎn)控制單元I被示出具有不同的原料20。因此，這個圖解可被解釋為塑料生產(chǎn)的示例，其中31示出聚合物，32示出可被以不同數(shù)量配給的不同母粒或添加劑。例如，可通過材料控制單元25 (未示出)操作生產(chǎn)控制單元I的這個控制。由于生產(chǎn)控制單元I能夠發(fā)起不同的生產(chǎn)工藝，例如由生產(chǎn)控制單元發(fā)起第一工藝29和第二工藝30。關于不同的生產(chǎn)工藝的優(yōu)化使能非?？焖俚貙崿F(xiàn)被控的產(chǎn)品屬性33。在圖2中可以看出，本發(fā)明的方法可被應用于開放復合物系統(tǒng)。例如，這些系統(tǒng)提供至少一種聚合物和至少一種額外的母粒。更近一步地，可在優(yōu)化整個設置的期間使用不同的生產(chǎn)工藝。圖3示出本發(fā)明的另一個示例實施例。由此，生產(chǎn)控制單元I在左手邊被提供有不同的工藝參數(shù)12，在右手邊被提供有不同的材料配方參數(shù)13的設置。通過組合兩個不同的參數(shù)集的知識，生產(chǎn)控制單元發(fā)起、控制和重新限定生產(chǎn)工藝2。進一步地，生產(chǎn)控制單元I可以考慮工藝環(huán)境28是如何演變的。在每個生產(chǎn)周期之后，可通過產(chǎn)品屬性參數(shù)14的測量或分析檢查材料3或產(chǎn)品4，其帶來指示參數(shù)8。然后，這個指示參數(shù)8被發(fā)送回生產(chǎn)控制單元作為控制反饋，基于這個控制反饋，生產(chǎn)控制單元通過限定校正參數(shù)重新限定整個工藝。這基于指示參數(shù)8和由額定參數(shù)7表示的期望值完成。圖4示出表示根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的用于控制復合材料3和由復合材料3形成的產(chǎn)品4的至少一個的生產(chǎn)工藝2的迭代方法的流程圖。在第一步驟SI中，提供生產(chǎn)控制單元I。然后，在步驟S2中，為生產(chǎn)控制單元I提供至少一個額定參數(shù)7，在步驟S3中，在第一生產(chǎn)周期中為生產(chǎn)控制單元I提供至少一個指示參數(shù)8。在步驟S4a中，通過生產(chǎn)控制單元I決定是否有必要為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)10。在步驟S4中，通過生產(chǎn)控制單元I基于指示參數(shù)8和額定參數(shù)7為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)10。進一步地，關于至少一個額定參數(shù)7計算第一校正參數(shù)10的第一效率和第二校正參數(shù)10的第二效率。在步驟S6中，從第一校正參數(shù)和第二校正參數(shù)中選擇具有較高效率的任何一個作為校正參數(shù)10。在步驟S7中，通過數(shù)據(jù)庫或通過仿真程序提供用于計算效率的數(shù)據(jù)。在步驟S8中，關于至少一個額定參數(shù)7分析材料3和產(chǎn)品4的至少一個。然后，在步驟S9中，基于分析和基于至少一個額定參數(shù)提供用于隨后的生產(chǎn)周期的至少一個新的指示參數(shù)
8。在步驟SlO中,將新的指示參數(shù)提供給生產(chǎn)控制單元I。在步驟Sll中,提供包括工藝參數(shù)和材料配方的驗證的產(chǎn)品屬性參數(shù)的閉環(huán)控制。圖5示出本發(fā)明的另一個示例實施例。由此,36指示包括生產(chǎn)控制單元1、數(shù)個不同的用戶數(shù)據(jù)庫1%和用戶接口 35的多用戶生產(chǎn)控制系統(tǒng)。通過不同的連接21，特定的用戶接口 35和數(shù)據(jù)庫19b與生產(chǎn)控制單元I相連。例如，這可實現(xiàn)用于材料供應商的優(yōu)點，材料供應商具有材料配方、不同配方的組分和在不同生產(chǎn)工藝下的材料特性的知識。想要使用不同的生產(chǎn)裝置實現(xiàn)和優(yōu)化不同的生產(chǎn)工藝的不同用戶可從生產(chǎn)控制單元I的組合知識控制中獲益。因此，材料供應商可為生產(chǎn)控制單元I配置他的涉及關于使用的原料和配方的知識的數(shù)據(jù)庫19a，以便每個連接的和允許的用戶可結(jié)合他的特定數(shù)據(jù)庫19b使用本發(fā)明的方法和本發(fā)明的生產(chǎn)控制單元1，特定數(shù)據(jù)庫1%涉及關于他的特定生產(chǎn)工藝或他的特定生產(chǎn)裝置的知識。此外，計算機23被示為包括顯示器34和不同的其他用戶接口35的用戶接口。計算機程序元件22也可存儲在這個計算機上，但是然而，計算機程序元件22也可存儲在計算機可讀介質(zhì)上，例如示出的USB閃存盤。圖6示出本發(fā)明的另一個示例實施例。由此，它示出指示參數(shù)8如何可帶來用于第二周期的兩個不同校正參數(shù)IOa和10b。由此，第一周期的指示參數(shù)8被應用于或提供給包括計算單元5的生產(chǎn)控制單元I。此外，提供兩個不同的數(shù)據(jù)庫，第一數(shù)據(jù)庫19a涉及關于材料和配方的知識，第二數(shù)據(jù)庫19b涉及關于生產(chǎn)或生產(chǎn)裝置的知識。還可提供包括關于部件設計的知識的第三數(shù)據(jù)庫，但是此處未示出。在接收到第一周期的指示參數(shù)8之后，計算單元5重新限定兩個不同的校正參數(shù)IOa和10b。例如，如果從材料配方參數(shù)中限定用于第二周期的第一校正參數(shù)10a，計算單元5執(zhí)行控制38，不管這是否影響此刻配置的工藝設置。如果必須重新限定工藝參數(shù)以便實現(xiàn)效率的最大值，通過計算單元從工藝參數(shù)中重新限定用于第二周期的第二校正參數(shù)10b。在這之后，計算單元進行另一個控制39以確定是否進一步影響材料配方參數(shù)的實際設置。但是，可能必須進行另一個重新限定，其在示出的情況中未進行。本文描述的整個工藝可被看作是通過生產(chǎn)控制單元I基于指示參數(shù)8和額定參數(shù)7為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)的步驟S4。替換數(shù)據(jù)庫或者除數(shù)據(jù)庫之外，可優(yōu)選地提供兩個仿真單元取代數(shù)據(jù)庫19a和1%，或者可優(yōu)選地額外提供兩個仿真單元(例如，用于提供數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù))。第一仿真單元執(zhí)行用于獲取關于材料和配方的知識的材料仿真。第二仿真單元執(zhí)行用于獲取關于生產(chǎn)或生產(chǎn)裝置的知識的工藝仿真。取代第三數(shù)據(jù)庫或者除第三數(shù)據(jù)庫之外額外地可提供第三仿真單元，其中這個仿真單元執(zhí)行用于獲取關于部件設計的知識的應用測試仿真，例如，碰撞仿真。依照上面所描述的，在接收到第一周期的指示參數(shù)8之后，計算單元5基于校正參數(shù)的效率或效果重新限定兩個不同的校正參數(shù)IOa和10b。作為示例，第一周期的指示參數(shù)可以為產(chǎn)品的特定區(qū)域的產(chǎn)品厚度的測量值或分析值。通過訪問涉及產(chǎn)品設計和產(chǎn)品屬性的數(shù)據(jù)庫或仿真程序(應用測試仿真，例如因不同厚度而產(chǎn)生的剛度)，計算單元5接收在那個區(qū)域的產(chǎn)品的楊氏模量的相應值。在與限定楊氏模量的最大值的額定參數(shù)相比較之后，生產(chǎn)控制單元I決定調(diào)整材料的組分的比例以生成另一個適合的或優(yōu)化的楊氏模量。這些新的比例或配料設置與第一校正參數(shù)IOa相對應。由于新的比例設置可能影響例如產(chǎn)品的透明度(透明度實際上被完美地調(diào)整)，因此生產(chǎn)控制單元執(zhí)行如何通過工藝參數(shù)有效地重新調(diào)整它的檢查38。例如，當接受新的配料設置，工藝溫度的升高可帶來期望的透明度。因此，新的溫度設置與第二校正參數(shù)IOb相對應。通過生產(chǎn)控制單元可完成進一步的檢查39，檢查39檢查這是否再反過來影響其他工藝參數(shù)、其他材料配方參數(shù)或產(chǎn)品的其他屬性。如果否，使用用于優(yōu)化的楊氏模量和優(yōu)化的透明度的新的校正參數(shù)IOa和IOb開始隨后的生產(chǎn)周期。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的生產(chǎn)裝置。由此，裝置包括具有計算單元5的生產(chǎn)控制單元1、輸入接口 6和輸出接口 15。生產(chǎn)裝置進一步包括材料控制單元25和工藝控制單元26。還示出通過指示參數(shù)8和校正參數(shù)10的控制機制。因此,如本文所描述的，生產(chǎn)單元16可被看作是以控制的方式加工和生產(chǎn)不同的材料如塑料的獨立單元。由附圖、公開和所附權(quán)利要求的學習，那些實踐要求保護的發(fā)明的本領域的技術人員可理解和實施對所公開的實施例的其他變化。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他元素或步驟，不定冠詞“一個”不排除多個。單個處理器或其他單元可實現(xiàn)權(quán)利要求中敘述的數(shù)個項目或步驟的功能。事實是，在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述的特定措施不指示不可以有利地使用這些措施的組合。計算機程序可被存儲/分布在適當?shù)慕橘|(zhì)上，例如光學存儲介質(zhì)或者與其他硬件一起提供的或作為其他硬件的一部分的固態(tài)介質(zhì)，但是計算機程序也可以以其他形式分布，例如通過互聯(lián)網(wǎng)或其他有線的或無線的通信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標記都不應被理解為限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于控制復合材料(3)和由所述復合材料(3)形成的產(chǎn)品(4)的至少一個的生產(chǎn)工藝(2)的迭代方法，所述方法包括以下步驟: 提供生產(chǎn)控制單元(SI)； 為所述生產(chǎn)控制單元提供至少一個額定參數(shù)(7) (S2)； 在第一生產(chǎn)周期中為所述生產(chǎn)控制單元(1)提供至少一個指示參數(shù)(8) (S3)； 通過所述生產(chǎn)控制單元(1)決定是否有必要為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)(10) (S4a)； 其中所述決定基于所述指示參數(shù)(8)和所述額定參數(shù)(7)； 其中所述指示參數(shù)(8)和所述額定參數(shù)(X)選自包括工藝參數(shù)(12)、材料配方參數(shù)(13)和產(chǎn)品屬性參數(shù)(14)的組； 其中所述校正參數(shù)(10)選自包括工藝參數(shù)(12)和材料配方參數(shù)(13)的組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括步驟: 基于所述指示參數(shù)和所述額定參數(shù)為隨后的工藝周期設置至少一個校正參數(shù)(S4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括步驟: 關于所述至少一個額定參數(shù)計算第一可能校正參數(shù)的第一效率和第二可能校正參數(shù)的第二效率(S5)； 從所述第一可能校正參數(shù)和所述第二可能校正參數(shù)中選擇具有較高效率的任何一個作為所述校正參數(shù)(S6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進一步包括步驟: 提供用于確定校正參數(shù)的效率和/或校正參數(shù)的效果的仿真程序(S7)。
5.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法，進一步包括步驟: 提供具有用于計算來自包括所述校正參數(shù)的效率和校正參數(shù)的效果的組的元素的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(S8)。
6.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中 (a)所述材料配方參數(shù)包括不同的原料組分的參數(shù)和組分的比例的參數(shù)；和/或 (b)所述通過所述生產(chǎn)控制單元設置至少一個校正參數(shù)包括發(fā)起不同的生產(chǎn)工藝以便實現(xiàn)所述至少一個額定參數(shù)。
7.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法，進一步包括步驟: 關于所述至少一個額定參數(shù)分析所述材料和所述產(chǎn)品的至少一個(S8)； 基于所述分析和基于所述至少一個額定參數(shù)為所述隨后的生產(chǎn)周期提供至少一個新的指示參數(shù)值(S9)； 將所述新的指示參數(shù)值提供至所述生產(chǎn)控制單元(SlO)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中自動地或通過用戶處理所述分析和所述至少一個新的指示參數(shù)值的提供。
9.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法，進一步包括步驟: 提供包括所述工藝參數(shù)和所述材料配方參數(shù)的驗證的所述產(chǎn)品屬性參數(shù)的閉環(huán)控制(Sll)。
10.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述生產(chǎn)工藝 (a)選自包括注塑成型、壓縮成型、擠壓、吹塑成型、旋轉(zhuǎn)、任何連續(xù)的和不連續(xù)的生產(chǎn)工藝、以及材料配方參數(shù)和工藝參數(shù)影響最終產(chǎn)品屬性的任何生產(chǎn)工藝的組；和/或(b)將至少一種聚合物(31)和至少一種母粒(32)轉(zhuǎn)換成所述復合材料。
11.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述材料是任何種類的塑料材料，優(yōu)選地，所述材料選自包括聚丙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺樹脂、橡膠類材料、穩(wěn)定劑、添加劑、顏料、任何其他的熱塑性和熱固性聚合物、非增強復合材料、增強復合材料和部分增強復合材料的組。
12.一種用于迭代地控制材料(3)和由所述材料形成的產(chǎn)品(4)的至少一個的生產(chǎn)工藝(2)的生產(chǎn)控制單元(I)，所述生產(chǎn)控制單元包括: 計算單元(5);以及 輸入接口(6)； 其中所述輸入接口(6)適用于接收至少一個額定參數(shù)(7)； 其中所述輸入接口(6)進一步適用于在第一生產(chǎn)周期中接收至少一個指示參數(shù)(8)；其中所述計算單元(5)適用于基于所述指示參數(shù)(8)和所述額定參數(shù)(7)計算用于隨后的工藝周期的至少一個校正參數(shù)(10)； 其中所述指示參數(shù)(8)和所述額定參數(shù)(X)選自包括工藝參數(shù)(12)、材料配方參數(shù)(13)和產(chǎn)品屬性參數(shù)(14)的組； 其中所述校正參數(shù)(10)選自包括工藝參數(shù)(12)和材料配方參數(shù)(13)的組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的生產(chǎn)控制單元(I)，進一步包括:` (a)輸出接口(15)； 其中所述輸出接口適用于基于所述校正參數(shù)(10)發(fā)起生產(chǎn)裝置(16)的控制； 和/或 (b)至少一個測量裝置(17)，用于關于所述至少一個額定參數(shù)(7)分析所述材料(3)和所述產(chǎn)品(4)的至少一個。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生產(chǎn)控制單元(1)，其中 所述測量裝置(17)選自包括光學測量裝置、密度和質(zhì)量測量裝置、機械測量裝置、磁測量裝置、溫度測量裝置、電氣測量裝置、顏色測量裝置、測量產(chǎn)品表面的裝置、以及任何能夠測量所述產(chǎn)品的、所述材料的或所述工藝的屬性的傳感器的組。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14任一項所述的生產(chǎn)控制單元(I)，進一步包括: (a)遠程控制裝置(23)； 其中通過所述遠程控制裝置(23)，用戶能夠在任何遠程位置操作所述生產(chǎn)控制單元； 和/或 (b)確定所述校正參數(shù)的效率和/或所述校正參數(shù)的效果的至少兩個不同的仿真單元， 和/或 (c)至少兩個不同的數(shù)據(jù)庫(19a，19b)，存儲不同的生產(chǎn)工藝(29，30)和用于生產(chǎn)工藝的不同原料(20)的至少一個的數(shù)據(jù)； 其中每個數(shù)據(jù)庫均與所述生產(chǎn)控制單元(I)相連； 其中通過用于不同生產(chǎn)工藝的連接(21)，所述生產(chǎn)控制單元(I)可被不同的用戶使用。
16.一種用于復合材料(3)和由所述復合材料(3)形成的產(chǎn)品(4)的至少一個的迭代控制的生產(chǎn)的生產(chǎn)裝置(16)，所述生產(chǎn)裝置(16)包括: 根據(jù)權(quán)利要求12至15任一項所述的生產(chǎn)控制單元(I)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的生產(chǎn)裝置(16)，進一步包括: 材料控制單元(25)；以及 工藝控制單元(26)； 其中所述材料控制單元(25)適用于結(jié)合所述生產(chǎn)控制單元(I)控制原料組分的選擇和所述組分的比例；和 其中所述工藝控制單元(26)適用于結(jié)合所述生產(chǎn)控制單元(I)控制所述工藝參數(shù)(12)。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求12至15任一項所述的生產(chǎn)控制單元(I)的使用，用于將材料轉(zhuǎn)換成形成產(chǎn)品(4)的塑料材料。
19.一種計算機程序元件(22)，其特征在于，當在通用計算機(23)上使用時，所述計算機程序元件(22)適用于使得所述計算機(23)操作根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項所述的方法的步驟。
20.一種計算機可讀介質(zhì)(24)，在所述計算機可讀介質(zhì)(24)上存儲有根據(jù)權(quán)利要求19所述的計算機程序元件 (22)。
全文摘要
一種用于控制和優(yōu)化材料和由復合材料形成的產(chǎn)品的至少一個的生產(chǎn)工藝的迭代方法。由此提供生產(chǎn)控制單元并限定三個不同的參數(shù)組，即指示參數(shù)、額定參數(shù)和校正參數(shù)，其中指示參數(shù)和額定參數(shù)可選自包括工藝參數(shù)、材料配方參數(shù)和產(chǎn)品屬性參數(shù)的組。校正參數(shù)可選自包括工藝參數(shù)和配方參數(shù)的組。作為參考值，額定參數(shù)被提供至生產(chǎn)控制單元。在第一生產(chǎn)周期期間，測量至少一個指示參數(shù)并將測量值提供至單元。如果值偏離額定參數(shù)太多，單元隨后基于指示參數(shù)和基于額定參數(shù)設置至少一個校正參數(shù)，由此涉及因任何參數(shù)的改變而產(chǎn)生的不同參數(shù)之間的相互作用。
文檔編號G05B15/02GK103109243SQ201180030358
公開日2013年5月15日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者哈拉爾德·赫爾布斯特 申請人:博里利斯股份公司