EP1547952B1 - Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Produkten - Google Patents

Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Produkten Download PDF

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Publication number
EP1547952B1
EP1547952B1 EP04405760A EP04405760A EP1547952B1 EP 1547952 B1 EP1547952 B1 EP 1547952B1 EP 04405760 A EP04405760 A EP 04405760A EP 04405760 A EP04405760 A EP 04405760A EP 1547952 B1 EP1547952 B1 EP 1547952B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collections
faulty
product type
error
collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04405760A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1547952A1 (de
Inventor
Ernst Möckli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferag AG
Original Assignee
Ferag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ferag AG filed Critical Ferag AG
Publication of EP1547952A1 publication Critical patent/EP1547952A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1547952B1 publication Critical patent/EP1547952B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H39/00—Associating, collating, or gathering articles or webs
    • B65H39/02—Associating,collating or gathering articles from several sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/43—Gathering; Associating; Assembling
    • B65H2301/437—Repairing a faulty collection due to, e.g. misfeed, multiplefeed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/50—Occurence
    • B65H2511/52—Defective operating conditions
    • B65H2511/529—Defective operating conditions number thereof, frequency of occurrence

Definitions

  • the invention relates to the field of conveying and handling of objects, in particular printed products and additional products. It relates to a method, a computer program system and a control device for controlling a device for collecting flexible individual products according to the preamble of the corresponding independent claims.
  • a given selection of products is combined into one collection and this collection is further processed.
  • this collection is further processed.
  • saddle stitchers for magazines, insert drums for newspapers and other gathering machines are used in bookbinding.
  • a collection consists of the following individual products: a magazine, several advertising brochures, a flat-packed toy supplement and an individualized address sheet.
  • the further processing is for example a foliation of the collections.
  • the individual products or partial products are typically flexible, flat and / or thin, and are directed by associated delivery means into a gathering machine and there is formed, for example, by stacking the individual products on a timed product stream a collection.
  • error-free operation of the supply means is of great importance, so that all collections have the correct composition, ie receive all required partial products.
  • it is monitored, for example, whether a particular delivery means is functioning correctly, in particular whether it actually adds a single product to the collection at a certain time. If this is not the case, the incomplete collection is eliminated or removed before further processing. If several individual products are not delivered repeatedly, the gathering machine may be shut down and reset.
  • a backup supply means may also be provided, which introduces the missing individual product in the event of a temporary failure of the primary supply means.
  • a high quality of the collections is guaranteed, but this requires a high mechanical complexity, a slowed down production, or a high cost for the processing of discharged collections.
  • US 4,072,304 discloses a collating apparatus in which faulty bundles are treated in the same way as error-free in accordance with a preset operating mode ("run / reject” or "cycle / stop”), similar to EP 1 072 550, or the device is stopped.
  • Another object of the invention is to provide a way to adapt the production of collections as flexibly and accurately as possible to predetermined quality requirements. In this case, the technical effort, and additional work should be optimally adapted to the quality requirements.
  • a collating machine is controlled in which a stream of collections can be formed from supplied streams per one type of individual product and fed to a downstream further processing.
  • Each collection consists of a given set of individual products of different types, usually one copy of each type included in the collection.
  • faulty collections in which there is a feeding error with respect to one or more individual products, conditionally treated as error-free collections. They are preferably supplied to an error treatment only when a proportion of the defective collections exceeds a certain reference mass.
  • This fraction is defined either as an absolute error number or relative to a total of individual products or collections.
  • the reference quantity is specified, for example, by an operator or is calculated in the controller, wherein it can also be changed dynamically during production.
  • a single product from the point of view of the collation described above can itself be a collection from a previous collation.
  • the invention has the advantage that it allows a predetermined maximum proportion of faulty collections or feed errors to be determined in advance, and if necessary to change during operation. It can be guaranteed with respect to each individual product type or even certain error combinations, a maximum error rate or a maximum error rate.
  • Another advantage is that this fraction of error can be fully exploited, thereby maximizing the net output of the plant. Only if the actual error share has reached the specified level does error handling take place for faulty collections. From that point on, only flawless collections will be treated as flawless.
  • the further processing corresponds to a desired normal operation and is for example a filming, stapling, binding, stapling, strapping or other packaging.
  • a collection can be marked. This can be done physically by attaching a mark, or computer technically, for example, by having a data record associated with the collection having information regarding one or more feed errors of the collection. It can also be triggered after a detected feed error downstream discharge with a corresponding delay.
  • the separate processing is preferably a removal and / or addition of faulty collections and / or a return of faulty collections in the device for gathering.
  • faulty collections are discharged into a slower running conveyor, manually supplemented or corrected and then introduced back into the main stream.
  • rejected collections are led to the beginning of the gathering machine and automatically supplemented by a missing single product.
  • a control system registers where and in which composition each collection is located, and controls the system accordingly.
  • rejected collections can return to theirs Disassembled individual products and these individual products are introduced into a memory of the respective feed.
  • the given quantity of individual product types is the same for a large number of collections produced one after the other.
  • This quantity is a subset of the deliverable single product types, or the total amount of all individual product types.
  • the quantity is changed during a production run or order, for example if certain advertising leaflets are attached to a partial edition of a magazine or newspaper depending on a delivery area.
  • the proportion is, as the case may be, an absolute number of errors in the feeder or downstream for further processing passed collections, or a relative error number, i. based on a total number of generated or forwarded collections. It is preferably a measure of a measured number of errors, or an actual error pass, according to a continuously determined during production number of defective individual products, continuously calculated and compared with a predetermined reference Mass.
  • This first variant causes errors in a mediocre machine to spread over a production run or job.
  • a supply of allowable errors may build up, possibly allowing for a high number of close-by faults towards the end of production.
  • the actual error pass is a number of the collections regarded as error-free with a feed error with respect to a specific individual product type
  • the reference mass is a constant number of permissible errors. This causes a high number of errors to be allowed at the beginning of a production run. This can be an advantage, since at the beginning the machines may not run optimally and still a high production output is possible. Whether the accumulation of errors at the beginning of production is a disadvantage or can be tolerated depends on the type of product.
  • a reference error pass is specified with respect to a subset of an entire order quantity, and the actual error pass is also added up only for a subset. For example, errors in a running time window are counted ("moving average"), or an error counter for the number of defective copies is periodically set to zero, which corresponds to a sequence of time windows, each with a separate error count. This ensures that faulty collections are distributed evenly over the entire order quantity.
  • not only errors with respect to individual product types are detected independently of other individual product types and used to control the system, but also predefined, combined errors are detected.
  • it can be predefined that one or two supplements or individual product types can each be faulty (in the context of a reference mass individually defined for each individual product type), but in no case should both be faulty.
  • a higher-level controller detects the error messages transmitted by the individual delivery means relating to each collection. If an inadmissible combination of faulty individual products occurs, the collection is rejected. This type of definition and detection of combined errors can be combined with one of the various types of error analysis regarding mode of operation, reference mass, etc.
  • the invention is also applicable to production with individualized collections.
  • the given quantity of individual products of the different types is therefore individually predetermined and variable for each collection.
  • the only prerequisite is that a certain number of errors is allowed for at least one individual product type. Only if or as long as an actual detected number of errors exceeds a threshold will error handling or correction be activated or allowed for separate processing.
  • the control device preferably has memory means with computer program code means stored therein, which describe a computer program, and data processing means for the execution of the computer program, the execution of the computer program leading to the execution of the method according to the invention.
  • a computer program system for controlling a device for collecting flexible individual products comprises one or more computer programs, each of which can be loaded into an internal memory of one or more digital data processing units of the control device, and computer program code means which, when executed in a digital data processing unit will bring them to carry out the inventive method.
  • a computer program product comprises a data carrier, respectively computer readable medium on which the computer program code means are stored.
  • FIG. 1 shows schematically a structure of a device for collating with devices connected thereto.
  • the collecting means 4 is a conveying means for collections, such as a drum or a linear system, such as a collecting chain or collecting track 4, which are formed by collating, inserting, collecting, etc.
  • the feeding devices 7 are for Introducing individual products arranged in the collecting means 4 and have, inter alia, each sensors with associated evaluation means for error detection 8, in detail denoted by 8.1 to 8.5.
  • Results of the error detections 8 can be transmitted to a control unit 9 via communication links 91, for example a field bus. This transmission can be done directly or via a local control device of the respective feed device 7.
  • the control unit 9 is set up, inter alia, for controlling 92 of the discharge 5, and optionally also for controlling 93 of the feeders 7. This activation 93 can be done physically via the same fieldbus as the transmission of the error detection.
  • the control unit 9 has a graphical user interface 94 for inputting operating parameters and for displaying and monitoring characteristic values of the control during a production run.
  • One or more graphical user interfaces 94 are implemented at an operating device of the control unit 9 or in a remote computer.
  • the control unit may be internally structured and have a plurality of spatially distributed units 95, 96.
  • individual products 10 With reference to the respective feed device 7.1,... 7.5, respectively designated 10.1,... 10.5, are brought together on the collecting means 4 to form collections 20.
  • a first individual product 10.0 is already supplied to the collecting means 4 by an upstream supply of a basic product or main product 2, for example a printing press.
  • the finished collections 20 are delivered downstream to a further processing 3, for example, a foil, packaging, inserter, etc.
  • the discharge 5 leads discharged products or collections 20 to a separate processing 6, in which the collections 20, for example manually replenished or disassembled again into individual products 10.
  • Excavated collections 20 are non-tolerated faulty collections, ie those that are considered “incorrect”. Those fed to the further processing 3 are tolerated defective collection, so they are considered “correct”, even if they are faulty.
  • an error treatment may also occur in the course of further processing 3.
  • FIG. 1 shows by way of example for each of the feed devices 7 an associated indication of a tolerated percentage of error in percent.
  • the first single product type 10.1 from the first feeder 7.1 an error rate of 3% is specified.
  • the second and third feeders 7.2, 7.3 provide the same single product type and operate in split and / or backup mode.
  • a common error proportion of 0% is specified, ie no errors are tolerated.
  • No value is specified for the fourth individual product type 10.4, ie the number of errors is either only detected or even the acquisition is switched off.
  • Figures 2 to 6 show to explain the inventive method different courses of characteristic variables of the control at the monitoring stage 2.
  • Figure 2 shows , for a particular feeder 7 for a single product type the course of different counters over the time t and a clock sequence k along the horizontal Axis.
  • FIG. 3 illustrates the error analysis with an absolute error threshold rising during production.
  • the value of the individual product counter Ze is plotted.
  • an absolute threshold value 11 that is to say a threshold value which relates to an absolute number of errors Zf, runs according to the permissible error component.
  • a course for an error component or an error rate of 2% with respect to Ze is shown.
  • the threshold value 11 is adjusted in proportion to Ze.
  • the error counter Zf is below the threshold 11
  • collections 20 with defective individual products 10 are not rejected.
  • Zf exceeds the threshold 11
  • such collections 20 are discharged. With rising Ze Zf will again fall below the threshold and will be switched back to the second mode. This switching between the second and third modes can be done several times during production.
  • the threshold is defined in proportion to the job counter Za instead of the individual product counter Ze. If errors are on average high for the individual product 10, the errors are evenly distributed over the entire order. If the number of errors is low at the beginning, builds up towards the end of a large allowable "error" on which u.U. can be exploited in one piece.
  • FIG. 4 illustrates the error analysis for a constant threshold during production.
  • the absolute threshold value 11 is a maximum permissible number of faulty collections tolerated for the entire production run or order.
  • the second mode is started and the error counter Zf is tracked.
  • the constant threshold 11 is switched to the third mode and this third mode for the rest of the production maintained.
  • the production can be interrupted, after which the machines are readjusted and then the production is restarted.
  • the absolute threshold value 11 can be specified by a user default as absolute default for the error counter Zf.
  • the absolute threshold value 11 can also be calculated automatically from a user specification for a maximum error proportion. For example, a percentage of the order size may be specified, or a percentage of a number of copies of the single product 10 that need to be delivered during a part of a production run.
  • Figure 5 illustrates the error analysis for a constant during production threshold with periodic reset of the absolute error number Zf respectively of the corresponding counter to zero.
  • An order is considered to consist of several sections, each with a partial copy number, and each section is assigned a maximum number of errors. This results in a stepwise progression of the absolute threshold value 11.
  • the error counter Zf is zeroed and changed to the second operating mode, if this is not already activated. If the error counter Zf exceeds the absolute threshold value 11, the system switches to the third operating mode for the remainder of the section. As a result, the number of errors in each section is limited to the corresponding predetermined maximum number of errors.
  • the maximum number of errors can thus be specified selectively over the various sections of an order. It can be the same for all sections (FIG. 5a), or it can drop monotonically (FIG. 5b), or it can also be freely varied (FIG. 5c).
  • the variant according to Figure 5b allows a higher, but controlled fraction of error at the start of production.
  • the variant according to FIG. 5c allows individual sections to be produced, each with adapted quality. This is expedient, for example, if a product change takes place during one production run in one of the feeders 7.
  • FIG. 6 illustrates a further preferred variant of the invention, in which an error component is specified as a relative threshold value 12 or threshold value for the error rate as a function of the value of the individual product counter Ze or the job counter Za.
  • the relative threshold value 12 is, in analogy to the previously described embodiments of the invention, compared with a relative error number 13, whereby the switching between the second and third operating mode is controlled.
  • the relative error number 13 is calculated, for example, as an error component or error rate in a step-by-step shifted section of the production, ie in the sense of a "moving average" or low-pass filter.
  • This variant corresponds to a quasi-continuous implementation of the variant described with reference to FIG.
  • the predetermined relative threshold 12 may be constant, monotonically decreasing, or alternately decreasing and increasing.
  • Figure 7 shows an example of a graphical output of characteristic values of the controller.
  • the number of errors Zf, a maximum number of errors Zfmax permissible for the whole production and the progress of the individual product counter Ze or the order counter Za relative to the predetermined number of individual products Zemax or of the order Zamax are displayed for each of the feeders.
  • an exemplary display for two designated by A and B of several feeders 7 is shown schematically.
  • a graphic display can also have representations according to one or more of FIGS. 3 to 6. This is during a production run Preferably, the threshold curve 11,12 shown across the production, and the representation of the actual number of errors Zf or the error rate 13 is continuously updated.
  • the threshold value for the error rate can also be tracked with a learning-capable or an adaptive control based on measured or estimated machine parameters.
  • a user interface for inputting control parameters for the inventive method allows for each individual product an input of the monitoring stage and, for the second monitoring stage, an input of the permissible maximum error component.
  • This error component can be specified either as an absolute number or as a relative value, for example in percent, with regard to the number of individual products or with respect to the overall order.

Landscapes

  • General Factory Administration (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Förderung und Handhabung von Gegenständen, insbesondere Druckereiprodukten und Zusatzprodukten. Sie bezieht sich auf ein Verfahren, ein Computerprogrammsystem und eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Einzelprodukten gemäss dem Oberbegriff der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.
  • Beim Zusammentragen von Produkten in der Druckindustrie wird eine jeweils vorgegebene Auswahl von Produkten zu einer Kollektion vereinigt und diese Kollektion weiterverarbeitet. Dabei kommen beispielsweise Sammelhefter für Zeitschriften, Einstecktrommeln für Zeitungen und andere Zusammentragmaschinen beim Buchbinden zum Einsatz. Beispielsweise besteht eine Kollektion aus den folgenden Einzelprodukten: einer Zeitschrift, mehreren Werbebroschüren, einer flach verpackten Spielzeugbeilage und einem individualisierten Adressblatt. Die weitere Verarbeitung ist beispielsweise eine Folierung der Kollektionen.
  • Die Einzelprodukte oder Teilprodukte sind typischerweise flexibel, flach und/oder dünn, und werden durch zugeordnete Zuführmittel in eine Zusammentragmaschine geleitet und es wird dort beispielsweise durch Aufeinanderlegen der Einzelprodukte auf einen getakteten Produktstrom eine Kollektion gebildet. Gemäss dem Stand der Technik ist dabei ein fehlerfreies Arbeiten der Zuführmittel von grosser Wichtigkeit, damit alle Kollektionen die korrekte Zusammensetzung aufweisen, d.h. alle geforderten Teilprodukte erhalten. Um dies zu gewährleisten, wird beispielsweise überwacht ob ein bestimmtes Zuführmittel korrekt funktioniert, insbesondere ob es in einem bestimmten Takt auch tatsächlich ein Einzelprodukt in die Kollektion einbringt. Falls dies nicht der Fall ist, wird die unvollständige Kollektion vor der Weiterverarbeitung ausgeschieden respektive ausgeschleust. Falls mehrere Einzelprodukte wiederholt nicht geliefert werden, wird unter Umständen die Zusammentragmaschine abgestellt und neu eingestellt. Alternativ kann zu einem primären Zuführmittel mit wichtigen oder kritischen Einzelprodukten auch ein Backup-Zuführmittel vorgesehen sein, welches beim vorübergehenden Ausfall des primären Zuführmittels das fehlende Einzelprodukt einbringt. Es wird also eine hohe Güte der Kollektionen gewährleistet, jedoch bedingt dies einen hohen maschinellen Aufwand, eine verlangsamte Produktion, oder einen hohen Aufwand zur Verarbeitung von ausgeschleusten Kollektionen.
  • Bei unkritischen Einzelprodukten kann auf eine Kontrolle verzichtet werden. Dabei wird aber in Kauf genommen, dass eine oder mehrere Einzelprodukte in einer unbekannten und unkontrollierbaren Anzahl von Kollektionen nicht vorhanden sind.
  • EP 1072 550 A zeigt eine Sortiereinheit für ein Kopiergerät. Bei Fehlern wird nicht der Kopiervorgang unterbrochen, sondern
    • in einem "normalen" Modus wird ein fehlerhaftes Papierbündel im Ausgangsfach ebenso wie fehlerfreie Bündel abgelegt, jedoch in einer verschobenen Lage.
    • in einem "sort" Modus wird ein fehlerhaftes Papierbündel ausgeschleust.
    In dem Sinne, dass im ersten Modus die fehlerhaften Papierbündel zusammen mit den fehlerfreien abgelegt werden, findet vorerst eine Gleichbehandlung statt. Dass die Ablage jedoch versetzt geschieht, stellt wiederum keine Gleichbehandlung dar.
  • US 4,072,304 offenbart eine Vorrichtung zum Zusammentragen, bei welchem fehlerhafte Bündel in Abhängigkeit eines voreingestellten Betriebsmodus ("run/reject" oder "cycle/stop") vorerst, ähnlich wie in der EP 1 072 550, gleich wie fehlerfreie behandelt werden, oder die Einrichtung angehalten wird.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, ein Computerprogrammsystem und eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Einzelprodukten der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile behebt.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Möglichkeit zu schaffen um die Produktion von Kollektionen möglichst flexibel und genau an vorgegebene Qualitätsanforderungen anzupassen. Dabei sollen auch der technische Aufwand, und ein zusätzlicher Arbeitsaufwand optimal an die Qualitätsanforderungen anpassbar sein.
  • Diese Aufgabe lösen ein Verfahren, ein Computerprogrammsystem und eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Einzelprodukten mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.
  • Im Zusammenhang mit der Erfindung werden die folgenden Begriffe verwendet:
    • Ein Zuführungsfehler bezüglich eines Einzelprodukttyps tritt auf, wenn ein Zuführmittel für diesen Einzelprodukttyp ein fehlerhaftes Einzelprodukt liefert. "Fehlerhaft" bedeutet beispielsweise ein fehlendes, ein mehrfach geliefertes oder ein schadhaft geliefertes Einzelprodukt. Ein Zuführungsfehler wird vorzugsweise am entsprechenden Zuführmittel detektiert, kann im Prinzip aber auch durch geeignete Erfassungsmittel an einer stromabwärts liegenden Stelle an einer teilweise oder ganz zusammengestellten Kollektion bestimmt werden. Ein Zuführungsfehler wird vorzugsweise einer bestimmten mitlaufenden Position im getakteten Produktestrom und damit auch einer Kollektion zugeordnet. Eine Kollektion kann auch mehrere Zuführungsfehler entsprechend mehreren fehlerhaften Einzelprodukten der Kollektion aufweisen respektive zugeordnet haben.
    • Eine fehlerfreie Kollektion weist keinen Zuführungsfehler auf.
    • Eine fehlerhafte Kollektion weist mindestens einen Zuführungsfehler auf, ist also bezüglich mindestens eines Einzelprodukttyps fehlerhaft.
    • Eine tolerierte fehlerhafte Kollektion ist fehlerhaft, wird jedoch behandelt wie wenn sie fehlerfrei wäre. Das heisst, sie wird in der weiteren Verarbeitung wie eine fehlerfreie Kollektion verarbeitet.
    • Eine nichttolerierte fehlerhafte Kollektion ist fehlerhaft und wird einer Fehlerbehandlung zugeführt. Das heisst, sie wird in der weiteren Verarbeitung beispielsweise ausgeschleust, zerlegt, markiert oder ergänzt.
    • Die gesamte Menge der fehlerfreien Kollektionen und der tolerierten fehlerhaften Kollektionen wird als Menge der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen bezeichnet.
  • Es wird also eine Zusammentragmaschine gesteuert, in welcher aus zugeführten Strömen je einem Typ von Einzelprodukten ein Strom von Kollektionen bildbar und einer stromabwärts liegenden weiteren Verarbeitung zuführbar ist. Eine Kollektion besteht jeweils aus einer vorgegebenen Menge von Einzelprodukten der verschiedenen Typen, wobei üblicherweise je ein Exemplar eines Typs in der Kollektion enthalten ist. Dabei werden fehlerhafte Kollektionen, bei welchen bezüglich eines oder mehrerer Einzelprodukte ein Zuführungsfehler vorliegt, bedingt wie fehlerfreie Kollektionen behandelt. Sie werden vorzugsweise erst dann einer Fehlerbehandlung zugeführt, wenn ein Anteil der fehlerhaften Kollektionen ein bestimmtes Referenz-Mass überschreitet.
  • Dieser Anteil ist entweder als absolute Fehlerzahl oder relativ zu einer Gesamtmenge von Einzelprodukten oder von Kollektionen definiert. Das Referenz-Mass wird beispielsweise durch einen Bediener vorgegeben oder wird in der Steuerung berechnet, wobei es auch dynamisch während der Produktion geändert werden kann. Ein Einzelprodukt aus der Sichtweise des oben beschriebenen Zusammentragens kann selber wieder eine Kollektion aus einem vorgängigen Zusammentragen sein.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie erlaubt, einen vorgegebenen maximalen Anteil von fehlerhaften Kollektionen respektive Zuführungsfehlern im voraus zu bestimmen, und gegebenenfalls auch während des Betriebes zu ändern. Es kann bezüglich jedes Einzelprodukttyps oder auch bestimmter Fehlerkombinationen ein maximaler Fehleranteil oder eine maximale Fehlerrate garantiert werden.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass dieser Fehleranteil voll ausgenützt werden kann, wodurch die Nettoleistung der Anlage maximiert wird. Nur wenn der tatsächliche Fehleranteil das vorgegebene Mass erreicht hat, findet für fehlerhafte Kollektionen eine Fehlerbehandlung statt. Von diesem Zeitpunkt an werden nur tatsächlich fehlerfreie Kollektionen auch wie fehlerfreie behandelt.
  • Die weitere Verarbeitung entspricht einem angestrebten Normalbetrieb und ist beispielsweise ein Folieren, Heften, Binden, Stapelbilden, Umreifen oder sonstiges Verpacken.
  • Die Fehlerbehandlung bewirkt, dass eine fehlerhafte Kollektion unmittelbar nach dem Zusammentragen oder aber an einer anderen Stelle in der weiteren Verarbeitung gesondert verarbeitet wird. Dazu kann eine Kollektion markiert werden. Dies kann physisch durch Anbringen einer Marke geschehen, oder computertechnisch, indem beispielsweise ein Datenrecord, welcher der Kollektion zugeordnet ist, eine Information bezüglich eines oder mehrerer Zuführungsfehler der Kollektion aufweist. Es kann auch nach einem erfassten Zuführungsfehler eine stromabwärts liegende Ausschleusung mit einer entsprechenden Verzögerung ausgelöst werden.
  • Die gesonderte Verarbeitung ist vorzugsweise ein Ausschleusen und/oder ein Ergänzen fehlerhafter Kollektionen und/oder eine Zurückführung fehlerhafter Kollektionen in die Vorrichtung zum Zusammentragen. Beispielsweise werden fehlerhafte Kollektionen in eine langsamer laufende Fördereinrichung ausgeschleust, manuell ergänzt respektive korrigiert und dann wieder in den Hauptstrom eingeschleust. Oder aber es werden ausgeschleuste Kollektionen an den Anfang der Zusammentragmaschine geführt und in dieser automatisch um ein fehlendes Einzelprodukt ergänzt. Dazu wird in einem Leitsystem registriert, wo und in welcher Zusammensetzung sich jede Kollektion befindet, und die Anlage entsprechend gesteuert. Alternativ können ausgeschleuste Kollektionen wieder in ihre Einzelprodukte auseinandergenommen und diese Einzelprodukte in einen Speicher des jeweiligen Zuführmittels eingebracht werden.
  • In der Regel ist die vorgegebene Menge der Einzelprodukttypen für eine Vielzahl von nacheinander produzierten Kollektionen dieselbe. Diese Menge ist eine Untermenge der zuführbaren Einzelprodukttypen, oder aber die gesamte Menge aller Einzelprodukttypen. Es ist aber auch möglich, dass die Menge während eines Produktionslaufes oder Auftrags verändert wird, beispielsweise wenn bestimmte Werbeprospekte einer Teilauflage einer Zeitschrift oder Zeitung in Abhängigkeit eines Auslieferungsgebietes beigelegt werden.
  • Wenn, wie weiter unten beschrieben wird, ein Ist-Fehlermass ein Referenz-Fehlermass überschreitet, oder wenn eine Fehlerquote einen Schwellwert überschreitet, wird die Produktion automatisch in eine andere Betriebsart umgeschaltet. Dies geschieht in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Überwachungsstufe. Es werden insgesamt die folgenden Betriebsarten verwendet:
    1. 1. erste Betriebsart: keine Fehlererfassung ("ausgeschaltet"): es wird keine Erfassung von Zuführungsfehlem durchgeführt, oder entsprechende Sensorsignale werden auf der vorliegenden Verarbeitungsstufe ignoriert. Damit ist es beispielsweise möglich, defekte Sensoren zu ignorieren, so dass die Produktion nicht aufgehalten werden muss.
    2. 2. zweite Betriebsart: keine Fehlerkorrektur ("nicht überwacht"): Zuführungsfehler werden detektiert und gezählt. Fehler in den Kollektionen werden zugelassen, fehlerhafte Kollektionen werden als korrekt respektive fehlerfrei betrachtet und entsprechend weiterverarbeitet. Dies schliesst jedoch nicht aus, dass Sensorsignale auf einer anderen Verarbeitungsstufe sehr wohl verwendet werden: Beispielsweise können mehrere aufeinanderfolgende Zuführungsfehler in einer Zuführeinheit zu einem Alarmsignal bezüglich dieser Zuführeinheit führen und/oder einen Stopp der Produktion auslösen.
    3. 3. dritte Betriebsart: mit Fehlerkorrektur ("überwacht"): fehlerhafte Kollektionen, werden nicht als korrekt respektive fehlerfrei betrachtet und der Fehlerbehandlung zugeführt.
  • Diese Betriebsarten sind nach Massgabe der folgenden Überwachungsstufen aktiviert:
    • Stufe 0: dauernd in der ersten Betriebsart.
    • Stufe 1: dauernd in der zweiten Betriebsart.
    • Stufe 2: automatische Umschaltung und Wechsel zwischen der zweiten und dritten Betriebsart: Dazu werden fehlerhafte Einzelprodukte detektiert und gezählt. Es wird, wie weiter unten beschrieben, die Fehlerzahl mit einem Schwellwert in Beziehung gesetzt. Solange keine Schwellwertüberschreitung respektive Referenz-Mass-Überschreitung stattfindet, wird gemäss der zweiten Betriebsart verfahren. Bei einer Überschreitung wird in die dritte Betriebsart umgeschaltet.
    • Stufe 3: dauernd in der dritten Betriebsart.
  • Die oben beschriebene Bestimmung Vorgabe der Überwachungsstufe, des Anteils der fehlerhaften Kollektionen, die Umschaltung der Betriebsart, etc... geschieht in einer bevorzugten Variante der Erfindung einzeln, parallel und unabhängig für jeden Einzelprodukttyp. Das heisst, dass beispielsweise
    • für einen ersten Einzelprodukttyp ein erster Schwellwert (entsprechend der oben definierten Fehlerquote) von 5%;
    • für einen zweites Einzelprodukttyp ein zweiter Schwellwert von 10%; und
    • für einen dritten Einzelprodukttyp eine vollständige Fehlerkorrektur (gleichbedeutend einem Schwellwert von Null) vorgegeben werden kann; und
    • für einen vierten Einzelprodukttyp keine Fehler erfasst werden.
    Somit kann sich das System bezüglich verschiedenen Einzelprodukttypen auf verschiedenen Überwachungsstufen und in verschiedenen Betriebsarten befinden. Im obigen Beispiel befindet sich das System bezüglich des vierten Einzelprodukttyps dauernd in der ersten Betriebsart, bezüglich des dritten Einzelprodukttyps dauernd in der dritten Betriebsart, und kann bezüglich des ersten und - unabhängig davon - des zweiten Einzelprodukttyps jeweils zwischen der zweiten und der dritten Betriebsart wechseln.
  • Für die Bestimmung des Anteils der fehlerhaften Kollektionen und des Referenz-Masses bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Der Anteil ist, je nachdem, eine absolute Anzahl von Fehlern in der Zuführung oder in stromabwärts zur Weiterverarbeitung weitergeleiteten Kollektionen, oder aber eine relative Fehlerzahl, d.h. bezogen auf eine Gesamtzahl von erzeugten oder weitergeleiteten Kollektionen. Es wird vorzugsweise ein Mass für eine gemessene Fehlerzahl, oder ein Ist-Fehlermass, entsprechend einer fortlaufend während der Produktion bestimmten Anzahl von fehlerhaften Einzelprodukten, fortlaufend berechnet und mit einem vorgegebenen Referenz-Mass verglichen.
  • In einer ersten bevorzugten Variante der Erfindung ist das Ist-Fehlermass eine Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen mit einem Zuführungsfehler bezüglich eines bestimmten Einzelprodukttyps, und ist das Referenz-Mass proportional zu einer Anzahl von bisher produzierten Kollektionen; wird also fortlaufend berechnet. Die Anzahl von bisher produzierten Kollektionen umfasst dabei entweder
    • alle als fehlerfrei betrachteten Kollektionen, also auch diejenigen, bei denen ein fehlerhaftes Einzelprodukt toleriert wurde ("Auftragszähler"), oder
    • nur diejenigen als fehlerfrei betrachteten Kollektionen, die tatsächlich das bestimmte Einzelprodukt ohne Zuführungsfehler aufweisen ("Einzelproduktzähler").
    Mathematisch äquivalent zum Vergleich mit dem Referenz-Mass ist, fortlaufend eine Fehlerquote respektive einen Quotienten von (Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen mit einem Zuführungsfehler bezüglich eines bestimmten Einzelprodukttyps) / (Anzahl bisher produzierter Kollektionen) zu berechnen, und diesen Quotienten mit einem Schwellwert zu vergleichen.
  • Diese erste Variante bewirkt, dass sich Fehler bei einer mittelmässig arbeitenden Maschine über einen Produktionslauf oder Auftrag verteilen. Bei gut laufender Maschine kann sich ein Vorrat an zulässigen Fehlern aufbauen, der evtl. gegen das Produktionsende hin eine hohe Zahl von nahe aufeinanderfolgenden Fehlern zulässt.
  • In einer zweiten bevorzugten Variante der Erfindung ist das Ist-Fehlermass eine Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen mit einem Zuführungsfehler bezüglich eines bestimmten Einzelprodukttyps, und ist das Referenz-Mass eine konstante Anzahl von zulässigen Fehlern. Dies bewirkt, dass zu Beginn eines Produktionslaufes eine hohe Anzahl von Fehlern zugelassen wird. Dies kann von Vorteil sein, da zu Beginn die Maschinen evtl. noch nicht optimal laufen, und trotzdem eine hohe Produktionsleistung möglich ist. Ob die Häufung von Fehlern zu Beginn der Produktion einen Nachteil darstellt oder toleriert werden kann, hängt von der Art des Produktes ab.
  • In einer Modifikation der zweiten bevorzugten Variante wird ein Referenz-Fehlermass bezüglich einer Teilmenge einer gesamten Auftragsmenge vorgegeben und das Ist-Fehlermass ebenfalls nur für eine Teilmenge aufaddiert. Beispielsweise werden dazu Fehler in einem mitlaufenden Zeitfenster gezählt ("moving average"), oder ein Fehlerzähler für die Anzahl fehlerhafter Exemplare wird periodisch auf Null gesetzt, was einer Folge von Zeitfenstern mit jeweils separater Fehlerzählung entspricht. Dies bewirkt, dass fehlerhafte Kollektionen gleichmässig über die gesamte Auftragsmenge verteilt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung werden nicht nur Fehler bezüglich einzelnen Einzelprodukttypen unabhängig von anderen Einzelprodukttypen erfasst und zum Steuern der Anlage verwendet, sondern es werden auch vordefinierte, kombinierte Fehler erfasst. Beispielsweise kann vordefiniert sein, dass von zwei Beilagen respektive Einzelprodukttypen jeweils eines fehlerhaft sein kann (im Rahmen einer jeweils für jeden Einzelprodukttyp einzeln definierten Referenz-Masses), dass aber auf keinen Fall beide fehlerhaft sein dürfen. Eine übergeordnete Steuerung erfasst die Fehleranzeigen, die von den einzelnen Zuführmitteln bezüglich jeder Kollektion übermittelt werden. Falls eine unzulässige Kombination von fehlerhaften Einzelprodukten auftritt, wird die Kollektion ausgeschleust. Diese Art der Definition und Erfassung von kombinierten Fehlern kann mit einer der verschiedenen Arten der Fehleranalyse bezüglich Betriebsart, Referenz-Mass etc. verbunden werden.
  • In einer anderen Variante einer solchen Gesamtbetrachtung einer Kollektion wird, wenn ein bestimmtes Einzelprodukt fehlt, ein zweites Einzelprodukt absichtlich nicht der Kollektion beigefügt. Dies ist denkbar, wenn die Einzelprodukte nicht zwingend vorliegen müssen, aber einander inhaltlich ergänzen und nur Sinn machen, wenn beide vorhanden sind. Es bedingt natürlich, dass das zweite Einzelprodukt der Kollektion stromabwärts vom ersten zugeführt wird.
  • Zum bisher beschriebenen Verfahren gleichzeitig aber im wesentlichen unabhängig einsetzbar sind Verfahren zur Überwachung eines einzelnen Zuführmittels. Beispielsweise können wiederholt auftretende Lieferfehler oder ein Stau zu einer Ausschaltung des Zuführmittels und/oder der ganzen Zusammentragvorrichtung führen. Ebenso einsetzbar sind Verfahren und Anordnungen, in welchen ein Einzelprodukttyp abwechslungsweise von zwei Zuführmitteln geliefert wird ("split"), und/oder bei einem Fehler eines ersten Zuführmittels ein stromabwärts liegendes zweites Zuführmittel für denselben Einzelprodukttyp einspringt ("backup"). Vom Standpunkt des erfinderischen Verfahrens aus können die beiden Zuführmittel als ein einziges Zuführmittel betrachtet werden.
  • In der bisherigen Beschreibung wurde vor allem auf die Produktion von Kollektionen eingegangen, welche alle die gleiche Soll-Zusammensetzung aufweisen. Mit entsprechend definierten Ist- und Referenzparametern ist die Erfindung auch auf eine Produktion mit individualisierten Kollektionen anwendbar. Die vorgegebenen Menge von Einzelprodukten der verschiedenen Typen ist dabei also für jede Kollektion einzeln vorgegeben und variierbar. Voraussetzung ist lediglich, dass für mindestens einen Einzelprodukttyp eine bestimmte Anzahl von Fehlern zulässig ist. Nur wenn oder solange eine tatsächliche, erfasste Anzahl von Fehlern eine Schwelle überschreitet, wird eine Fehlerbehandlung oder -korrektur aktiviert respektive eine gesonderte Verarbeitung ermöglicht.
  • Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise Speichermittel mit darin gespeicherten Computerprogrammcodemitteln auf, welche ein Computerprogramm beschreiben, und Datenverarbeitungsmittel zur Ausführung des Computerprogramms, wobei die Ausführung des Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung führt.
  • Ein Computerprogrammsystem zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Einzelprodukten gemäss der Erfindung weist ein oder mehrere Computerprogramme auf, die jeweils in einen internen Speicher einer oder mehreren digitalen Datenverarbeitungseinheiten der Steuereinrichtung ladbar sind, und Computerprogrammcodemittel aufweisen, welche, wenn sie in einer digitalen Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden, diese zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens bringen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Computerprogrammprodukt einen Datenträger, respektive ein computerlesbares Medium auf, auf welchem die Computerprogrammcodemittel gespeichert sind.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
  • Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Struktur einer Einrichtung zum Zusammentragen mit daran angeschlossenen Einrichtungen;
    Figuren 2 bis 6
    verschiedene Verläufe von charakteristischen Variablen der Steuerung gemäss der Erfindung; und
    Figur 7
    ein Beispiel für eine graphische Ausgabe von charakteristischen Werten der Steuerung.
  • Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt schematisch eine Struktur einer Einrichtung zum Zusammentragen mit daran angeschlossenen Einrichtungen. Im Folgenden wird als Vorrichtung zum Zusammentragen 1 eine Kombination eines Sammelmittels 4 mit einer Ausschleusung 5 und mehreren Zuführmitteln oder Zuführeinrichtungen 7 - im einzelnen mit 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 und 7.5 bezeichnet - betrachtet. Das Sammelmittel 4 ist ein Fördermittel für durch Zusammentragen, Einstecken, Sammeln etc. entstehende Kollektionen 20, beispielsweise eine Trommel oder ein lineares System wie eine Sammelkette oder Sammelstrecke 4. Die Zuführeinrichtungen 7 sind zum Einbringen von Einzelprodukten in das Sammelmittel 4 angeordnet und weisen unter anderem jeweils Sensoren mit zugeordneten Auswertemitteln zur Fehlererfassung 8 auf, im einzelnen mit 8.1 bis 8.5 bezeichnet. Ergebnisse der Fehlererfassungen 8 sind an eine Steuereinheit 9 über Kommunikationsverbindungen 91, beispielsweise einem Feldbus, übermittelbar. Diese Übermittlung kann direkt oder über ein lokales Steuergerät der jeweiligen Zuführeinrichtung 7 geschehen. Die Steuereinheit 9 ist unter anderem zur Ansteuerung 92 der Ausschleusung 5 eingerichtet, und optional auch zur Ansteuerung 93 der Zuführeinrichtungen 7. Diese Ansteuerung 93 kann physisch über denselben Feldbus wie die Übermittlung der Fehlererfassung geschehen. Die Steuereinheit 9 weist eine graphische Benutzerschnittstelle 94 zur Eingabe von Betriebsparametern und zur Anzeige und Überwachung von charakteristischen Werten der Steuerung während eines Produktionslaufes auf. Ein oder mehrere graphische Benutzerschnittstellen 94 sind bei einem Bedienungsgerät der Steuereinheit 9 oder in einem abgesetzten Computer implementiert. Die Steuereinheit kann intern strukturiert sein und mehrere räumlich verteilte Einheiten 95, 96 aufweisen. Durch die Steuereinheit 9 oder durch die Auswertemittel der Sensoren 8 sind Alarmmittel ansteuerbar.
  • Vermittelst der Zuführeinrichtungen 7 werden Einzelprodukte 10, mit Bezug auf die jeweilige Zuführeinrichtung 7.1, ... 7.5 jeweils mit 10.1, .. 10.5 bezeichnet, auf dem Sammelmittel 4 zu Kollektionen 20 zusammengeführt. Optional wird dem Sammelmittel 4 durch eine stromaufwärts gelegene Zulieferung eines Grundproduktes oder Hauptproduktes 2, beispielsweise einer Druckmaschine, bereits ein erstes Einzelprodukt 10.0 zugeführt. Die fertigen Kollektionen 20 werden stromabwärts an eine weitere Verarbeitung 3, beispielsweise eine Folierung, Verpackung, Einsteckvorrichtung etc. geliefert.
  • Die Ausschleusung 5 führt ausgeschleuste Produkte respektive Kollektionen 20 zu einer gesonderten Verarbeitung 6, in welcher die Kollektionen 20 beispielsweise manuell nachbestückt oder aber wieder in Einzelprodukte 10 zerlegt werden. Ausgeschleuste Kollektionen 20 sind nichttolerierte fehlerhafte Kollektionen, also solche, die als "nicht korrekt" betrachtet werden. Die der weiteren Verarbeitung 3 zugeführten sind tolerierte fehlerhafte Kollektion, werden also als "korrekt" betrachtet, auch wenn sie fehlerhaft sind. Anstelle der Ausschleusung von nichttolerierten fehlerhaften Kollektionen kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch eine Fehlerbehandlung im Verlauf der weiteren Verarbeitung 3 treten.
  • In der Figur 1 ist beispielhaft zu jeder der Zuführeinrichtungen 7 eine zugeordnete Angabe eines tolerierten Fehleranteils in Prozenten dargestellt. Für den ersten Einzelprodukttyp 10.1 aus der ersten Zuführeinrichtung 7.1 ist ein Fehleranteil von 3% vorgegeben. Die zweite und dritte Zuführeinrichtung 7.2, 7.3 liefern den gleichen Einzelprodukttyp und arbeiten im Split- und/oder im Backup-Modus. Für den zweiten Einzelprodukttyp 10.2 und den damit identischen dritten Einzelprodukttyp 10.3 ist ein gemeinsamer Fehleranteil von 0% angegeben, d.h. es werden keine Fehler toleriert. Für den vierten Einzelprodukttyp 10.4 ist kein Wert angegeben, d.h. die Fehleranzahl wird entweder nur erfasst, oder selbst die Erfassung ist ausgeschaltet.
  • Dem entsprechend weist jede der Zuführeinrichtungen 7 respektive deren Steuerung einen der folgenden Betriebszustände respektive Betriebsarten auf:
    1. 1. erste Betriebsart: keine Fehlererfassung, respektive ausgeschaltete Fehlererfassung.
    2. 2. zweite Betriebsart: keine Fehlerkorrektur ("nicht überwacht"): fehlerhafte Einzelprodukte werden detektiert und gezählt, Fehler aber ignoriert.
    3. 3. dritte Betriebsart: mit Fehlerkorrektur ("überwacht"): Kollektionen, bei denen ein Einzelprodukt fehlt, werden gesondert verarbeitet.
  • Die Betriebszustände werden entsprechen einer vorgegebenen Überwachungsstufe aktiviert: Die Steuerung befindet sich bei ...
    • Stufe 0: dauernd in der ersten Betriebsart.
    • Stufe 1: dauernd in der zweiten Betriebsart.
    • Stufe 2: entsprechend einer automatischen Umschaltung in der zweiten oder dritten Betriebsart: Dazu werden fehlerhafte Einzelprodukte detektiert und gezählt und die Fehlerzahl mit einem Schwellwert in Beziehung gesetzt. Dementsprechend wird zwischen der zweiten und dritten Betriebsart umgeschaltet.
    • Stufe 3: dauernd in der dritten Betriebsart.
  • Figuren 2 bis 6 zeigen zur Erklärung des erfindungsgemässen Verfahrens verschiedene Verläufe von charakteristischen Variablen der Steuerung bei der Überwachungsstufe 2. Figur 2 stellt, für eine bestimmte Zuführeinrichtung 7 für einen Einzelprodukttyp den Verlauf von verschiedenen Zählern über die Zeit t respektive einer Taktfolge k entlang der horizontalen Achse dar.
  • Es werden für jeden Einzelprodukttyp mehrere Zähler geführt und entsprechend der Betriebsart und aufgrund von Messungen der zugeordneten Fehlererfassung 8 aufdatiert:
    • In der dritten Betriebsart ("überwacht") muss ein Einzelprodukt 10 fehlerfrei vorhanden sein, damit die Kollektion 20 als korrekt behandelt wird.
    • In den anderen Betriebsarten wird eine Kollektion 20 auch als korrekt betrachtet, wenn das Einzelprodukt 10 fehlerhaft ist, insbesondere wenn es fehlt.
    • Pro Einzelprodukttyp wird ein Einzelproduktzähler Ze geführt. Der Einzelproduktzähler Ze wird mit jedem fehlerfreien Einzelprodukt 10, das in einer korrekten Kollektion 20 vorhanden ist, um eins hoch gezählt (dies bedeutet u.a., dass der Einzelproduktzähler Ze bei einer Kollektion 20, die wegen eines Fehlers bezüglich eines anderen Einzelprodukttyps nicht korrekt ist, nicht hochgezählt wird),
    • Pro Einzelprodukttyp wird ein Fehlerzähler Zf geführt. Mit jedem Einzelprodukt 10, das in einer korrekten Kollektion 20 fehlerhaft ist, wird der Fehlerzähler Zf um eins hoch gezählt.
  • Solange also die Fehlerzahl entsprechend einem vorgegebenen Kriterium tolerierbar ist, werden auch Kollektionen 20, bei welchen das Einzelprodukt 10 fehlerhaft ist, nicht ausgeschleust, sondern als korrekt betrachtet und der weiteren Verarbeitung 3 zugeführt, und wird ein Auftragszähler Za inkrementiert. Nur wenn eine Kollektion als nicht korrekt betrachtet und einer Fehlerbehandlung zugeführt, also beispielsweise ausgeschleust wird (mit X angezeigt), wird der Auftragszähler Za nicht inkrementiert und fällt hinter dem Produktionstakt zurück. Die jeweilige Betriebsart B ist in der Figur 2 mit II respektive III bezeichnet.
  • Figur 3 veranschaulicht die Fehleranalyse mit einer während der Produktion ansteigenden absoluten Fehlerschwelle. Entlang der horizontalen Achse ist der Wert des Einzelproduktzählers Ze aufgetragen. Proportional zu Ze verläuft ensprechend dem zulässigen Fehleranteil ein absoluter Schwellwert 11, das heisst, ein Schwellwert, der sich auf eine absolute Anzahl von Fehlern Zf bezieht. Beispielhaft ist ein Verlauf für einen Fehleranteil respektive eine Fehlerrate von 2% bezüglich Ze gezeigt. Zu Beginn der Produktion werden die Zähler für Ze und Zf genullt. Der Schwellwert 11 wird proportional zu Ze nachgeführt. Solange sich der Fehlerzähler Zf unterhalb der Schwelle 11 befindet, werden gemäss der zweiten Betriebsart Kollektionen 20 mit fehlerhaften Einzelprodukten 10 nicht ausgeschleust. Sobald Zf die Schwelle 11 überschreitet, werden gemäss der dritten Betriebsart solche Kollektionen 20 ausgeschleust. Mit ansteigendem Ze wird Zf wieder unter die Schwelle geraten und wird in die zweite Betriebsart zurück gewechselt. Dieses Umschalten zwischen der zweiten und dritten Betriebsart kann während der Produktion mehrmals geschehen.
  • Bei diesem Verlauf des absoluten Schwellwerts 11 proportional zum Einzelproduktzähler Ze kann geschehen, dass der zulässige Fehleranteil nicht ausgeschöpft wird, da Fehler erfahrungsgemäss zu Beginn der Produktion gehäuft auftreten. Da die Schwelle 11 zu Beginn niedrig ist, werden diese Fehler ausgeschleust. Bei der verbleibenden Produktion und bei gut laufender Maschine bleibt der Fehlerzähler u.U. immer weiter unter der Schwelle 11 zurück. Die Nettoleistung über die gesamte Produktion ist also - zugunsten einer Vermeidung eines Übermasses von Fehlern zu Beginn der Produktion - nicht maximal.
  • In einer anderen Variante der Erfindung gemäss Figur 3 wird die Schwelle proportional zum Auftragszähler Za anstelle des Einzelproduktzählers Ze definiert. Wenn Fehler für das Einzelprodukt 10 durchschnittlich hoch sind, verteilen sich die Fehler gleichmässig auf den ganzen Auftrag. Wenn die Fehlerzahl zu Beginn gering ist, baut sich gegen Produktionsende ein grosser zulässiger "Fehlervorrat" auf, der u.U. in einem Stück ausgenutzt werden kann.
  • Figur 4 veranschaulicht die Fehleranalyse für eine während der Produktion konstant verlaufende Schwelle. Der absolute Schwellwert 11 ist eine für den gesamten Produktionslauf respektive Auftrag maximal zulässige Anzahl tolerierten fehlerhaften Kollektionen. In der zweiten Betriebsart wird begonnen und wird der Fehlerzähler Zf nachgeführt. Beim Überschreiten der konstanten Schwelle 11 wird in die dritte Betriebsart umgeschaltet und diese dritte Betriebsart für den Rest der Produktion beibehalten. Alternativ kann auch beim Überschreiten dieser oder einer weiteren Schwelle die Produktion unterbrochen werden, wonach die Maschinen nachgestellt werden und dann neu mit der Produktion begonnen wird.
  • Zu Beginn der Produktion steht damit die gesamte Menge von zulässigen Fehlern zur Verfügung. Damit können sich Fehler zu Beginn häufen. Der Fehlervorrat kann zu Beginn der Produktion ausgeschöpft werden. Dadurch wird zu Beginn auch eine höhere Produktionsleistung erreicht, verglichen mit einer der Varianten gemäss Figur 3. Dafür sind die Fehler unregelmässig über die Produktion verteilt. Ob diese Eigenschaften insgesamt vorteilhaft oder nachteilig sind, hängt von der Charakteristiken des Produktes ab.
  • Der absolute Schwellwert 11 kann durch eine Benutzervorgabe als absolute Vorgabe für den Fehlerzähler Zf vorgegeben werden. Der absolute Schwellwert 11 kann aber auch aus einer Benutzervorgabe für einen maximalen Fehleranteil automatisch berechnet werden. Beispielsweise kann eine Prozentangabe bezüglich der Auftragsgrösse vorgegeben werden, oder eine Prozentangabe bezüglich einer Anzahl von Exemplaren des Einzelprodukts 10, die während eines Teiles eines Produktionslaufes geliefert werden müssen.
  • Figur 5 veranschaulicht die Fehleranalyse für eine während der Produktion konstant verlaufende Schwelle mit periodischer Rücksetzung der absoluten Fehlerzahl Zf respektive des entsprechenden Zählers auf Null. Ein Auftrag wird als aus mehreren Abschnitten mit jeweils einer Teilexemplarzahl bestehend betrachtet, und jedem Abschnitt wird eine maximale Fehlerzahl zugeordnet. Daraus ergibt sich ein stufenweiser Verlauf des absoluten Schwellwerts 11. Zu Beginn jedes Abschnittes wird der Fehlerzähler Zf genullt und zur zweiten Betriebsart gewechselt, falls diese nicht bereits aktiviert ist. Überschreitet der Fehlerzähler Zf den absoluten Schwellwert 11, wird für den Rest des Abschnitts zur dritten Betriebsart gewechselt. Dadurch ist in jedem Abschnitt die Anzahl Fehler auf die entsprechende vorgegebene maximale Fehlerzahl begrenzt.
  • Die maximale Fehlerzahl kann somit über die verschiedenen Abschnitte eines Auftrags selektiv vorgegeben werden. Sie kann für alle Abschnitte dieselbe sein (Figur 5a), oder sie kann monoton abfallen (Figur 5b), oder aber auch frei variiert sein (Figur 5c). Die Variante gemäss Figur 5b erlaubt einen höheren, aber kontrollierten Fehleranteil zur Beginn der Produktion. Die Variante gemäss Figur 5c erlaubt, einzelne Abschnittfolgen mit jeweils angepasster Qualität zu produzieren. Dies ist beispielsweise zweckmässig, wenn bei einer der Zuführeinrichtungen 7 ein Produktwechsel während eines Produktionslaufs stattfindet.
  • Figur 6 illustriert eine weitere bevorzugte Variante der Erfindung, in welcher ein Fehleranteil als relativer Schwellwert 12 oder Schwellwert für die Fehlerrate in Abhängigkeit des Wertes des Einzelproduktzählers Ze oder des Auftragszählers Za vorgegeben ist. Der relative Schwellwert 12 wird, analog zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, mit einer relativen Fehlerzahl 13 verglichen, wodurch die Umschaltung zwischen der zweiten und dritten Betriebsart gesteuert wird. Die relative Fehlerzahl 13 wird beispielsweise als Fehleranteil respektive Fehlerrate in einem schrittweise verschobenen Ausschnitt der Produktion berechnet, also im Sinne eines "moving average" oder Tiefpassfilters. Diese Variante entspricht einer quasikontinuierlichen Umsetzung der bezüglich Figur 5 beschriebenen Variante. Analog kann der vorgegebene relative Schwellwert 12 konstant sein, monoton abfallen, oder im Wechsel ab- und zunehmen.
  • Figur 7 zeigt ein Beispiel für eine graphische Ausgabe von charakteristischen Werten der Steuerung. In einem Balkendiagramm oder einem äquivalenten Diagramm werden zu jeder der Zuführeinrichtungen 7 die Anzahl Fehler Zf, eine für die ganze Produktion zulässige maximale Fehlerzahl Zfmax und der Fortschritt des Einzelproduktzählers Ze oder des Auftragszählers Za relativ zur vorgegebenen Anzahl von Einzelprodukten Zemax respektive des Auftrags Zamax angezeigt. In der Figur ist schematisch eine beispielhafte Anzeige für zwei mit A und B bezeichnete von mehreren Zuführeinrichtungen 7 gezeigt.
  • Eine graphische Anzeige kann auch Darstellungen gemäss einer oder mehreren von den Figuren 3 bis 6 aufweisen. Dabei wird während eines Produktionslaufes vorzugsweise der Schwellwertverlauf 11,12 über die Produktion hinweg dargestellt, und die Darstellung der tatsächliche Fehleranzahl Zf oder der Fehlerrate 13 wird kontinuierlich nachgeführt. Der Schwellwert für die Fehlerrate kann auch mit einer lernfähigen oder einer adaptiven Regelung aufgrund von gemessenen oder geschätzten Maschinenparametern nachgeführt werden.
  • Einer Benutzerschnittstelle zur Eingabe von Steuerparametern für das erfinderische Verfahren erlaubt zu jedem Einzelprodukt eine Eingabe der Überwachungsstufe und, für die zweite Überwachungsstufe, eine Eingabe des zulässigen maximalen Fehleranteils. Dieser Fehleranteil kann entweder als absolute Anzahl, oder als Relativwert, beispielsweise in Prozent, bezüglich der Anzahl Einzelprodukte oder bezüglich des Gesamtauftrags angegeben werden.
  • Eine erfindungsgemässe Steuereinrichtung entsteht durch Implementation des erfindungsgemässen Verfahrens auf einem wie auch immer strukturierten Leitsystemen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit 9 intern derart strukturiert und auch räumlich verteilt, dass
    • die Zuführeinrichtungen 7 durch einen gemeinsamen Steuerrechner 95 mit einer eigenen Benutzerschnittstelle, und die
    • Sammelstrecke 4 mit der Ausschleusung 5 durch einen weiteren Steuerrechner 96 überwacht und gesteuert werden. Beispielsweise wird an der Benutzerschnittstelle der Zuführeinrichtungen 7 jeweils definiert, welches der Einzelprodukte 10 welcher Zuführeinrichtung 7 oder, bei Split/Backup-Betrieb mehreren Zuführeinrichtungen 7 zugeordnet ist, und werden die jeweiligen Steuerparameter eingegeben. Die Fehlerüberwachung und Betriebsartumschaltung wird durch den gemeinsamen Rechner 95 der Zuführeinrichtungen 7 vorgenommen. Steuerbefehle bezüglich eines unvollständigen Produkts respektive zur Aktivierung der Ausschleusung 7 werden über einen Kommunikationsbus dem Steuerrechner 96 für die Sammelstrecke 4 übermittelt.
    BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Vorrichtung zum Zusammentragen
    2
    Zulieferung eines Hauptproduktes
    3
    weitere Verarbeitung
    4
    Sammelmittel
    5
    Ausschleusung
    6
    gesonderte Verarbeitung
    7.1, ..., 7.5
    Zuführeinrichtung, Anleger mit Beschickung
    8.1, ..., 8.5
    Fehlererfassung
    9
    Steuereinheit
    91
    Kommunikationsverbindung
    92
    Ansteuerung der Ausschleusung
    93
    Ansteuerung von Zuführeinrichtungen
    94
    graphische Benutzerschnittstelle
    95
    gemeinsamer Steuerrechner der Zuführeinrichtungen
    96
    Steuerrechner für die Sammelstrecke
    10.0, .. , 10.5
    Einzelprodukte
    11
    absoluter Schwellwert
    12
    relativer Schwellwert
    13
    relative Fehlerzahl
    20
    Kollektion

Claims (13)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen (1) von flexiblen Einzelprodukten (10; 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5), insbesondere Druckereierzeugnissen, bei welchem Zusammentragen aus zugeführten Strömen je eines Einzelprodukttyps ein Strom von Kollektionen (20) gebildet und einer weiteren Verarbeitung (3) zugeführt wird, wobei eine Kollektion (20) jeweils aus einer vorgegebenen Menge von Einzelprodukten (10; 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5) besteht,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    • solange ein Anteil der fehlerhaften Kollektionen ein bestimmtes Referenz-Mass nicht überschreitet, die fehlerhaften Kollektionen (20) als fehlerfreie Kollektionen betrachtet und wie fehlerfreie Kollektionen behandelt werden
  2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass,
    • sobald der Anteil der fehlerhaften Kollektionen (20) das bestimmte Referenz-Mass überschreitet, eine Fehlerbehandlung stattfindet.
  3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerbehandlung mindestens eines umfasst von Markieren oder Ausschleusen (5) oder Ergänzen fehlerhafter Kollektionen, oder Zurückführung fehlerhafter Kollektionen in der Vorrichtung zum Zusammentragen (1).
  4. Verfahren gemäss Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine wiederholte Ausführung der folgenden Schritte beinhaltet:
    • Vorgeben von mindestens einem Referenz-Mass bezüglich Zuführungsfehler in einer Kollektion;
    • Erfassen, ob eine Kollektion (20) mindestens einen Zuführungsfehler aufweist, und daraus Berechnen von mindestens einem Ist-Fehlermass zur Beschreibung eines Anteils fehlerhafter Kollektionen; und
    • wenn das mindestens eine Ist-Fehlermass ein zugeordnetes Referenz-Mass nicht übersteigt, Behandlung von fehlerhaften Kollektionen (20) wie fehlerfreie Kollektionen (20); oder
    • wenn das mindestens eine Ist-Fehlermass das zugeordnete Referenz-Mass übersteigt, Durchführung der Fehlerbehandlung für fehlerhafte Kollektionen (20).
  5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der fehlerhaften Kollektionen jeweils für einen bestimmten Einzelprodukttyp entsprechend einer Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen mit einem Zuführungsfehler bezüglich dieses Einzelprodukttyps, bezogen auf eine Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen ohne einen Zuführungsfehler bezüglich dieses Einzelprodukttyps berechnet wird.
  6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der fehlerhaften Kollektionen jeweils für einen bestimmten Einzelprodukttyp entsprechend einer Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen mit einem Zuführungsfehler bezüglich dieses Einzelprodukttyps, bezogen auf eine gesamte Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen berechnet wird.
  7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der fehlerhaften Kollektionen jeweils für einen bestimmten Einzelprodukttyp einer Anzahl der als fehlerfrei betrachteten Kollektionen mit einem Zuführungsfehler bezüglich dieses Einzelprodukttyps ist.
  8. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Zuführungsfehler nur innerhalb eines Ausschnittes eines Produktionsauftrags gezählt wird.
  9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der fehlerhaften Kollektionen jeweils aus einer Anzahl von Kollektionen bestimmt wird, welche eine vorgegebene Kombination von zwei oder mehr Zuführungsfehlem aufweisen.
  10. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnmeldung erzeugt wird und/oder die Produktion unterbrochen wird, falls eine Fehlercharakteristik bezüglich eines bestimmten Einzelprodukttyps (10; 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5) eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
  11. Computerprogrammsystem zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen (1) von flexiblen Einzelprodukten (10; 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5), aufweisend ein oder mehrere Computerprogramme, welche auf einer oder mehreren Datenverarbeitungseinheiten ladbar und ausführbar sind, und welche bei der Ausführung das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 ausführen.
  12. Datenträger, enthaltend ein Computerprogramm des Computerprogrammsystems gemäss Anspruch 11.
  13. Steuereinrichtung (9) zur Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen (1) von flexiblen Einzelprodukten (10; 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5), in welcher Vorrichtung aus zugeführten Strömen je eines Einzelprodukttyps ein Strom von Kollektionen (20) bildbar und einer weiteren Verarbeitung (3) zuführbar ist, wobei eine Kollektion (20) jeweils aus einer vorgegebenen Menge der Einzelprodukte (10; 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5) besteht, wobei die Steuereinrichtung (9) Mittel zur Ausführung des Verfahrens gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
EP04405760A 2003-12-19 2004-12-08 Steuerung einer Vorrichtung zum Zusammentragen von flexiblen Produkten Expired - Lifetime EP1547952B1 (de)

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CH220003 2003-12-19

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