PROCEDIMIENTO PARA SUPERVISAR Y ANALIZAR UN PROCESO.

Un procedimiento para supervisar y analizar un proceso que consta de varios subprocesos (1,

2, 3, 4, 5, 6), procedimiento en el cual se mide un gran número de variables del proceso, con la ayuda de estas variables, se definen conjuntos fijos de parámetros del proceso relacionados con una situación favorable del proceso y una situación desfavorable del proceso, ambas relativas al comportamiento, y después se almacenan unos valores respectivos en una memoria, se realiza una comparación usando un valor obtenido en una situación normal del proceso y los conjuntos fijos almacenados, en la que se establece la definición de una situación favorable del proceso por separado en varios subprocesos (1, 2, 3, 4, 5, 6) y, para detectar una situación crítica específica de la máquina, se define al menos un índice específico en al menos uno de los subprocesos con respecto al comportamiento, en la que dicha situación crítica presentada por una combinación perjudicial de varias variables, y donde el conjunto fijo de parámetros del proceso asociados a una situación desfavorable del proceso tiene un área sustancialmente más reducida que el conjunto fijo de parámetros del proceso asociados a una situación favorable del proceso, caracterizado porque los valores de los respectivos parámetros obtenidos en dicha situación normal del proceso forman una huella digital para la comparación con las huellas digitales almacenadas formadas por dicho conjunto fijo de parámetros del proceso, y se usa una red neuronal en dicha comparación de dichas huellas digitales, y a partir de la comparación, se define la diferencia, presentada gráficamente al usuario, entre la situación favorable registrada y la situación momentánea del proceso

Clasificación de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para supervisar y analizar un proceso de producción que consta de varios subprocesos, en el cual se mide un gran número de variables del proceso, con la ayuda de estas variables, se define en al menos dos subprocesos una huella digital asociada a una situación favorable del proceso, relativa al comportamiento (runnability), y después se almacenan en una memoria, se comparan las huellas digitales almacenadas con las huellas digitales obtenidas en una situación normal del proceso, a partir de la comparación, se define la diferencia, presentada gráficamente al usuario, entre la situación favorable registrada y la situación momentánea del proceso.

Antecedentes de la invención

Se pueden usar redes neuronales con capacidad de aprendizaje para clasificar de forma eficaz grandes cantidades de datos y para revelar conexiones y agrupamientos en mediciones y grandes masas de datos, que resultan muy difíciles de hallar usando el análisis estadístico, modelos matemáticos o reglas lógicas. En la publicación de patente internacional WO 01/75222, se describe un procedimiento, que aprovecha una red neuronal, para supervisar un proceso de producción de papel y aporta referencias a la literatura general sobre redes neuronales. Según indica la experiencia, el procedimiento descrito en la publicación se puede usar para revelar un proceso que se aparta de la zona óptima, mucho antes de que surjan problemas en forma de, por ejemplo, la rotura de una malla. Las mediciones electroquímicas se llevan a cabo, preferentemente, usando el equipo indicado en la publicación WO 01/25774. Sin embargo, el uso del procedimiento conocido no determinará la causa de un problema con mucha rapidez, aunque se examinen las variables de entrada de la red neuronal, cuando se produce una desviación del índice. A menudo, la causa no depende de la desviación en una única variable de entrada, sino más bien en una combinación perjudicial de varias variables.

En la práctica se ha observado que se produce un número considerable de situaciones problemáticas que siempre están relacionadas con similares circunstancias.

Sumario de la invención

La presente invención tiene el fin de crear un nuevo tipo de procedimiento en un proceso productivo, por medio del cual se pueda supervisar el proceso de forma más sencilla y precisa que anteriormente. Las características de la invención se indican en las reivindicaciones adjuntas. El punto de partida de la invención consiste en buscar las causas de los problemas lo más rápidamente posible. Desde el punto de vista de la invención, era importante que las diferencias detectadas se debieran a problemas bastante específicos. Estos problemas específicos surgen, por ejemplo, en una máquina de procesamiento de papel en los siguientes contextos:

- mezclado de la masa en la circulación corta

- estado de los fieltros de la sección de prensado

- equilibrio acuoso en los fieltros

- estado electroquímico en la parte húmeda

- retención total

- proceso de secado

- estado del proceso durante el cambio de grado

- supervisión de la “calidad del comportamiento” (roturas, agujeros y manchas).

Estos fenómenos son, en gran medida, específicos de cada máquina. Para estas situaciones, se pueden registrar huellas digitales, con un área reducida, de una situación negativa.

En una máquina para fabricar papel, se observó que los fieltros de la sección de prensado se atascaban considerablemente, sin que esto llegara a afectar la producción de forma inmediata. Sin embargo, esta situación de avería no resistirá más perturbaciones, ya que la capacidad de absorción de los fieltros resultará insuficiente, si se requiere una mayor capacidad de absorción, debido a la nueva perturbación. En esta situación, los procesos se incluyen en índices especiales específicos para cada unidad de supervisión y para cada máquina, que definen las situaciones no deseadas delimitadas que se detectarán en los subprocesos. De este modo, se supervisa un mezclado de la masa en el que se haya detectado algún factor desfavorable, un determinado estado electroquímico y el estado de los fieltros en la sección de prensado, y, si fuera necesario, se conectan al sistema de alarma del proceso. A menudo, queda tiempo suficiente para corregir dicho problema, ya que los factores que perturban el comportamiento solo se acumulan con el transcurso de varias horas.

Preferentemente, cada proceso, por ejemplo una máquina de papel, se divide en subprocesos y en cada subproceso se aplica el procedimiento según la publicación WO 01/75222.

Preferentemente, se procesan los vectores de salida de cada red neuronal para crear un escalar u otra variable univalente para cada índice. Se pueden detectar las huellas digitales desfavorables, no solo mediante una red neuronal, sino también usando circuitos lógicos más sencillos, ya que suelen tener criterios definidos con precisión. No obstante, el mejor resultado se obtiene normalmente mediante el uso de una red neuronal, si se realiza una búsqueda de una huella digital negativa, aunque solo haya unas pocas variables de entrada. A menudo, los fenómenos de los procesos son no lineales.

En el procedimiento se usa preferentemente una red neuronal perceptrón multicapa (MLP), que funciona particularmente bien para aplicaciones en línea. En la etapa de aprendizaje, cabe la posibilidad de usar, por ejemplo, una red de retropropagación.

Más adelante se describirán otras ventajas y formas de realización de la invención al hacer referencia a los ejemplos de aplicaciones.

Breve descripción del dibujo

A continuación se examina la invención más detalladamente haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra la configuración general del procedimiento según la invención, en relación con una máquina de papel,

la figura 2 muestra las etapas de la estructura de los datos de las mediciones de una máquina de papel,

la figura 3 muestra la jerarquía de la información de una máquina de papel,

la figura 4 muestra el equipo que contempla la invención, en el entorno de una máquina de papel.

Descripción detallada de la invención

En la figura 1 se muestra esquemáticamente una máquina de papel, que incluye una circulación corta 1, una caja de entrada 2, una sección de tamices 3, una sección de prensado 4, una sección de secado 5 y una sección de bobinado 6. Naturalmente, las unidades situadas al principio de la máquina de papel afectan en mayor medida a su comportamiento que las unidades situadas al final. Se puede formar el índice de comportamiento de cada componente, de la forma que se describe en la publicación WO 01/75222. Además, también se usan los índices de dos huellas digitales desfavorables.

En una máquina de papel, se ha detectado el efecto negativo de una mezcla de masa en particular. Este efecto se puede reconocer con bastante facilidad, incluso directamente a partir de los resultados de mediciones existentes. Se puede asociar a una alarma, o el índice puede estar adaptado para recuperarlo, por ejemplo, solo en el caso de que el índice de circulación corta se desvíe de un valor favorable.

En una máquina de papel, se ha observado que el bloqueo del fieltro provoca al menos algunas de las roturas de la malla. No obstante, resulta bastante sencillo medir el estado del fieltro y formar un índice con el mismo, e incluso una alarma directa, si el índice del estado cae por debajo de un límite establecido. La huella digital de una situación de proceso desfavorable tiene un área reducida e incluye, como máximo, seis variables de entrada. Para un índice del fieltro, se requieren los siguientes datos:

- la presión en la caja de vacío de la prensa de recogida,

- la posición de la válvula de aire de alimentación de la prensa de recogida,

- la presión en la 1ª caja de vacío de prensado,

- la posición de la 1ª válvula de alimentación de prensado.

Además, en la etapa inicial, lo mejor es usar una mezcla de partida especial, que garantice una puesta en marcha suave. Tras la puesta en marcha, la mezcla de la masa se puede cambiar para adaptarla a la receta del producto.

También se pueden registrar... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para supervisar y analizar un proceso que consta de varios subprocesos (1, 2, 3, 4, 5, 6), procedimiento en el cual se mide un gran número de variables del proceso, con la ayuda de estas variables, se definen conjuntos fijos de parámetros del proceso relacionados con una situación favorable del proceso y una situación desfavorable del proceso, ambas relativas al comportamiento, y después se almacenan unos valores respectivos en una memoria, se realiza una comparación usando un valor obtenido en una situación normal del proceso y los conjuntos fijos almacenados, en la que se establece la definición de una situación favorable del proceso por separado en varios subprocesos (1, 2, 3, 4, 5, 6) y, para detectar una situación crítica específica de la máquina, se define al menos un índice específico en al menos uno de los subprocesos con respecto al comportamiento, en la que dicha situación crítica presentada por una combinación perjudicial de varias variables, y donde el conjunto fijo de parámetros del proceso asociados a una situación desfavorable del proceso tiene un área sustancialmente más reducida que el conjunto fijo de parámetros del proceso asociados a una situación favorable del proceso, caracterizado porque los valores de los respectivos parámetros obtenidos en dicha situación normal del proceso forman una huella digital para la comparación con las huellas digitales almacenadas formadas por dicho conjunto fijo de parámetros del proceso, y se usa una red neuronal en dicha comparación de dichas huellas digitales, y a partir de la comparación, se define la diferencia, presentada gráficamente al usuario, entre la situación favorable registrada y la situación momentánea del proceso.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, para una máquina de papel, caracterizado porque dicho índice específico se refiere a uno de los siguientes:

- el mezclado de la masa en la circulación corta (1),

- el estado de los fieltros en la sección de prensado (4),

- el estado electromagnético de la parte húmeda (1, 2, 3).

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la huella digital asociada a una situación desfavorable del proceso se calcula a partir de, como máximo, seis y, preferentemente, entre 3 y 6 variables.

4. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se usa una red neuronal, caracterizado porque la huella digital asociada a una situación favorable del proceso se calcula, en la etapa de aprendizaje, a partir de, como mínimo, diez y, preferentemente, entre 10 y 20 variables.

5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se usa una red neuronal, caracterizado porque el sistema se usa bajo control a distancia (25).