专利名称：一种用于优化纺织生产过程的方法
技术领域：
本发明涉及纺织生产领域，特别是纺纱。其涉及ー种用于优化纺织生产过程的方法，用于执行这种方法的计算机程序产品，以及根据独立权利要求所述的纺织设备。
背景技术：
在一个纺织生产过程，原料或者中间产品在纺织厂的纺织生产过程中被处理为生产过程的最终产品。例如纺纱厂在多个处理步骤中通过中间产品例如棉条(silver)将原棉处理成纱线。原棉和中间产品通过在不同的工作站的不同处理步骤，例如开棉，清棉，梳棉，精梳，牵伸，初纺，精纺和最后绕纱。W02005/054551A1描述用于纤维产品生产过程的命令控制的方法和装置。为了控制并且监控生产命令，生产过程基于该生产命令，在实际价值和设置值之间评价进行评价， 该评价存在生产命令预定的缺省设置值与生产过程的真实状态之间。因此，来自缺省设置值的确定偏移将被指示。这使计划执行生产命令成为可能。虽然WO 2005/054551的教导涉及生产时间和产品数量，它们不涉及最终产品的财务价值和质量。EP-O' 415'四0 Al是基于控制环状纺纱器的运行转速的目的，使它的产品产量接近于可获取的经济产量的最大值。为了达到这个目标，实际提供的断纱矫正能力被确定并且用于纱锭速度的目标规格被确定，其取决于单位时间发生的确定的断纱数目以及真实可达到的断纱校正能力。用于速度的目标规格的确定通过如下方式实现，一个表征速度基值的设定速度轮廓，其作为线轴内循环的函数，被修正值修正。修正值在优化过程里被自动确定。在这个过程里，利润可以被最大化，作为在线轴结构不同区域的速度的函数。该优化过程仅仅适用于特定的环形纺纱机或者环形纺纱机的特定种类。而且，整个优化过程自动运转而没有准许操作者可以根据自己的需要改变优化过程。
发明内容
本发明的目标在于提供一种允许优化复杂的纺织生产过程的方法。该结果应有最广大的通用性，并且应与各自使用机器类型无关。这种方法应提供测试不同方案的可能性， 并且相互比较它们，而不必将新的设置直接带进生产过程。这些和其它的目标被如独立权利要求所确定的方法、计算机程序产品和纺织エ厂实现。有利的实施例被提供在在从属权利要求里。本发明与EP-O' 415' 290 Al相比较，被在更高的程度使用。在将被优化的纺织生产过程的数学模型中，这样的变化參数被改变，其与初始材料、中间产品、最终产品和/ 或生产过程本身有关，但是与用于生产过程的机器无关。根据本发明的方法因此被提供了通用性，其使得可以在多个不同的纺织生产车间里使用，与在各自车间的特定的机器无关。 而且，最终产品的财务价值变化的影响被根据本发明的方法评价。该评价，其还可以包括进一歩因素，例如最终产品的最终质量和/或生产持续时间，导致决定是否将上述变化量包括在生产过程里。优选地，操作者可以干涉以便预定变化和/或以便进行评价。不同方案的测试导致对生产过程更深的理解，从而其能够被优化。或者，这种方法能够自动运行而不需要操作者的干渉。因此，在根据本发明的这种用于优化纺织生产过程的方法中，在此方法中纺织最终产品从至少一种初始材料产生，生产过程被反映在ー个数学模型上，该数学模型具有至少ー个參数作为元素的參数集。来自參数集的至少ー个变化參数通过各自的变化值在模型中改变，该參数集与至少ー个初始材料、ー个中间产品，最终产品和/或生产过程有关，但是与生产过程中所使用的机器无关。至少ー个变化值的对最终产品财务价值的影响被评价。用于计算的各个模型、算法和公式通常可以通过例如下列出版物被知道· W. Klein, "The Technology of Short-staple Spinning” (短纤维坊纱技术)， The Textile Institute,2nded. ,1998· "Rieter Spinning Documentation" ( AL^M^i^^ ), Rieter Marketing, 1999· "Short-staple Spinning” (短纤维纺纱)，Bracker AG, 2008.因此不必要在此讨论这些更近的细节。在根据本发明这种方法的优选实施例中，取决于评价的結果，至少ー个变化量被传送进生产过程。纺织生产过程例如是纱线的旋转或者缠绕，并且至少ー个变化參数从下列集合中选择每个纱线长度或时间单位中的去除(cut)数，在梳棉期间的精梳落棉的百分比，环锭纺纱期间的断头数目，环锭纺纱期间钢领圈的更换间隔，牵伸机械的传输速度， 原棉的质量，纱线中的异物(outliers)数目。除财务价值之外，更多的因素例如最终产品的质量和/或生产时间可以包括在评价里。在这过程，变化參数的选择，參数值的选择和/ 或变化量的选择方式，优选使最终产品的质量保持大致相同或者至少没被大量降低。至少ー个变化量的选择可以由操作者在输入装置上输入。或者，至少ー个变化參数的选择和/或至少ー个变化量的选择可以被计算机自动执行。优选地，至少ー个变化量对财务价值变化的影响被输出到ー个输出设备上，并且由操作者进行评价。这在这个情况下，如果在每次输入后，计算所输入的至少ー个变化量对财务价值的影响并且立即输出，是有利的。或者，可以由计算机自动进行评价。包括输入以及输出区域的用户界面优选被提供在电子显示器単位上，这些区域有利地被显示在屏幕的单个页面上。依据本发明的计算机程序产品包含储存在机器可读的媒介上的程序代码，用于根据本发明执行这种方法，如果这个程序产品被在计算机上运行。纺织エ厂被建立，用于进行一个纺织生产过程并且包含计算机，用以运行本发明所述的计算机程序产品。
本发明以及有利的实施例将參考附图将在更近的细节里描述如下，其中图1显示了根据本发明的方法的流程图；图2显示ー个用户界面的实施例，提供于依据本发明的方法中，用于优化纱线缠绕过程。
具体实施例方式附图1通过流程图显示了依据本发明的方法的基本原理。起点是执行纺织生产过程101的纺织(设备)エ厂。其涉及例如纺纱エ厂，其以被用棉包的形式提供的原棉作为原料，生产纱线作为最终产品。在这个生产流程101的中间过程被不同的工作站执行，例如开棉，清棉，混棉，梳棉，并合，精梳，牵伸，纺纱和绕纱。这些中间过程中的每个可以被不同的參数为表征，这些參数可与初始产品、中间产品、最终产品、工作站和/或生产过程101期间的外界条件有关。这些參数或者其子集，最后表征了整个生产过程101的特性。生产过程101的数学模型102被建立，其包含生产过程101的參数。模型102提供生产量M = M(x1 . . . , xn),其中{Xl，...，xn}是执行模型102的參数集，η是ー个自然数，其指明所考虑的參数的量。生产量M优选与最终产品有关。其可以涉及例如一个时间単位，或者涉及最终产品的特定的量。至少ー个将被改变的变量參数xi从參数集Ix1, ...，χη}中被选择103，其中
其与这样的參数有关，该參数与初始材料，中间产品，最终产品和/或生产过程 101有关，但与生产过程101中所使用的机器无关。变量參数Xi在真正的生产过程101中也应该是在特定范围内可变的。变化量參数Xi的选择103可以由操作者手工或者计算机自动产生。參数Xl，...，ん的值在下ー步骤104中被确定。其优选是在将要被优化的生产过程101里目前被确定的值。最终产品每M量的价格P，与产品量M有关，也将被加入105。财务价值P或者总价，其可以通过产品量M获得(每时间单位，输出产品的数量，等等)，将因此是P = ρ · M被选择的变量參数Xi在变化106。为此目的，选择变化量Δ Xi或者ー个新的变量參数值Xi' =Xi+Δ Xi在财务价值P’和财务价值P之间的价值差别或者价值变化ΔΡ被从模型102 以及上述的输入103到106自动计算107，其中财务价值P’通过变化的參数集Ix1,...， Xi+ Δ Xi，...，xj获得，财务价值P通过原始參数集Ix1, ...，Xi，...，χη}获得ΔΡ = P' -P = ρ · [M(x1 . . . , Xi+Δ Xi, . . . , χη)-Μ(χι; . . . , Xi, . . . , χη)]或者，使用不同表达式AP = F-P = p· Ax1- ^M(X1,...,χη)
Sx1价值差別ΔΡ可能是正，负的，或者零。正的价值差別(ΔΡ > 0)表示通过将变化 Axi包含在生产过程101中可以取得与使用原始变化參数Xi相比更高的价格，反之亦然。价值差別ΔΡ被包括在对变化量Axi的评价108里。其可以是，但是不是必须是， 在评价108过程中考虑的唯一的量。评价108里还可以包括其他量，例如最终产品的质量、 或者生产周期、或者各个变化模型与不变模型相比较的差別。质量可以通过经验估计或者通过1个或者多个质量指标数值确定。评价108可以由操作者执行或者计算机自动执行。如果评价108的结果是令人满意的，新的变化參数值Xi' =Xi+Δ Xi被109传送到真实的纺织厂。生产过程101因此被优化。否则，ー个或多个前述的103到106输入被改变，例如新的变化參数Xi和/或新变化量△ Xi被选择，并且价值差别ΔΡ因此再次被计算107。传送109可以由操作者手工产生或者自动发生。在后面例子中，被控制的纺织生产过程101可以被实现，在其中变化參数Xi是控制量。在依据附图1的示例方法中，独立步骤103到106的順序可以被交換。因此可能例如在每单位数量价格输入105之后执行变化參数Xi的选择103，等等。像已经被前面提到多次的那样，依据本发明这种方法的特定步骤102到109步可
以被操作者执行或者计算机自动执行。两种变型可以它们各自的应用。然而使变化參数Xi
的选择103和/或变化量Axi的选择106通过计算机的自动执行可能是特别有利的。计
算机特別能够执行这些选择过程。可以从预定函数MOq，...，xn)中数据计算其偏差 d—M(Xl,...,xn)
GX1用于所有的i = 1，. . .，η。在偏差大的这些点上，可以通过变化量Axi获得最高的效率。那是这样的变化量ΔΧ 能够带来最有效的优化的原因。也可以同时选择103并且变化106来自參数集{x”. . . χη}的多个变化量參数χη， Xi2, ...O出于对简炼的考虑，上面的描述仅仅涉及单个的变化量參数Xi，但是，其不应限制本发明的一般原则。图2显示了用户界面2的例子，依据本发明该用户界面可以被提供在电子显示设备上，例如计算机屏幕。该实施例与纱线缠绕期间的去除(cutting)率的影响有关。在用户界面2上，存在输入以及输出区域，以及可选包括更多的信息。输入可以由电子输入设备完成，如计算机鼠标或者键盘。该显示部件和输入设备可以組合为ー个触摸屏。单个屏幕页面上的用户界面2的显示会带来特別清楚、简单、以及因此有利的配置。这表明全部输入和输出的区域都在显示器设备上同时可见。在图2的实施例，用于104输入5个參数值Xl，...，X5 (见图1)的输入区域211到 215被放置在用户界面的上半部分21里。输入104通过线性调节器或者通过在输入框的数值输入来完成，其应用在左上方。5个參数内容如下
权利要求
1.一种用于优化纺织生产过程(101)的方法，其中纺织最终产品由至少一种初始材料产生，其中所述生产过程(101)通过数学模型(10 表示，该模型(10 包含具有至少一个参数(Xl，...Xn)作为元素的参数集({Xl，...，Xn})，其特征在于来自所述参数集({Xl，...，XnD的至少一个变化量参数(Xi)与所述至少一种初始材料、中间产品、最终产品和/或生产过程(101)有关，但与用于生产过程(101)的机器无关， 所述至少一个变化量参数(Xi)在模型(10 各自被一个变化量(Axi)改变(106)，并且所述至少一个变化量(Axi)对最终产品的财务价值(P)的影响被评价(108)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个变化量(Axi)被(109)引入所述生产过程(101)，取决于所述评价(108)的结果。
3.根据权利要求1-2之一的方法，其中所述纺织生产过程(101)是纱线的旋转或者缠绕，并且所述至少一个变化量参数(Axi)选自下面的集合每纱线长度或者每时间单位的去除(cut)数目，在梳棉期间的梳机落棉的百分比，环锭纺纱期间的断头数目，环锭纺纱环锭纺纱期间钢领圈的更换间隔，牵伸机械的传输速度， 原棉的质量，纱线中离群值(outliers)的比例。
4.根据权利要求1-3之一的方法，其中在所述评价中除了财务价值(P)之外，包含更近一步的因素例如最终产品的质量和/或生产时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述变化参数(Xi)的选择(10 、参数值(Xl，...， xn)的选择和/或变换量(Axi)的选择(106)，使得最终产品的质量保持大致相同或者至少没被大量降低。
6.根据权利要求1-5之一的方法，其中所述至少一个变化量(Axi)的选择(106)由操作者在输入装置上输入。
7.根据权利要求1到5之一的这种方法，其中所述至少一个变化量参数(Xi)的选择 (103)和/或至少一个变化量(Axi)的选择(106)由计算机自动执行。
8.根据权利要求1-7之一的方法，其中在所述至少一个变化(106)之后，将至少一个变化量(Axi)对所述财务价值(P)的影响输出到输出装置上并且由操作者进行评价(108)。
9.根据权利要求6或8所述的方法，其中在每个输入之后，所述被输入的至少一个变化量(Axi)对所述财务价值(P)的影响被计算并且立即输出。
10.根据权利要求1到7之一所述的方法，其中所述评价(108)被计算机自动执行。
11.根据权利要求1-10之一的方法，其中具有输入输出区(211-215,221-224,231, 232,241,251,260)的用户界面( 可被提供于电子显示单元上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述用户界面( 在屏幕的单个页面上被展示。
13.一种计算机程序产品，该程序具有储存在机器可读媒介上的程序代码，当该程序产品在计算机上运行时，其用于执行用于根据权利要求1到12之一的方法。
14.一种被设立用于执行纺织生产过程(101)的纺织厂(设备)，其中该纺织厂(设备)包含计算机，在该计算机上根据权利要求13的计算机程序产品被执行。
全文摘要
一种用于优化纺织生产过程(101)的方法，在该过程中纺织最终产品被生产。生产过程(101)被表示为包含参数集({x1，...，xn})的数学模型(102)，该参数集具有至少一个参数((x1，...，xn)作为元素。参数集({x1，...，xn})的至少一个变化量参数(xi)在模型(102)各自通过一个变化量(Δxi)被改变(106)。至少一个变化量(Δxi)对最终产品的财务价值(P)的影响被评价(108)。取决于评价(108)的结果，至少一个变化量(Δxi)被(109)输入生产过程。
文档编号D01H1/34GK102575388SQ201080044450
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月1日 优先权日2009年10月2日
发明者托马斯·纳斯欧 申请人:乌斯特技术股份公司