System zur Überwachung einer Vielzahl von Arbeitsstellen von Textilmaschinen

Abstract

 Das System enthält den Arbeitsstellen zugeordnete Messorgane (MK) und Mittel (PC) zur Auswertung der von den Messorganen (MK) gelieferten Signale, wobei bei der Auswertung charakteri­stische Parameter für die einzelnen Arbeitsstellen gewonnen und auf siginifikante Abweichungen von den entsprechenden Sollwerten analysiert werden. Die Sollwerte werden durch das Verhalten eines statistisch vergleichbaren Kollektivs gebil­det. Zu Beginn jedes Ueberwachungsvorgangs werden für die ein­zelnen Sollwerte generalisierte Startgrössen verwendet, welche während des Ablaufs der Ueberwachung in Absolutwerte umgewan­delt werden. Diese werden ständig aktualisiert und bilden die Kerndaten für einen automatischen Schlussfolgerungsprozess.
Dadurch wird die Arbeitsweise des Systems, welches insbeson­dere in Spulereien zur Ueberwachung von Spulautomaten einge­setzt werden kann, automatisiert und objektiviert, und die Auswertung der Messergebnisse wird von der Interpretation durch das Bedienungspersonal unabhängig.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein System zur Ueberwachung einer Viel­zahl von Arbeitsstellen von Textilmaschinen, mit den Arbeits­stellen zugeordneten Messorganen und mit Mitteln zur Auswer­tung der von den Messorganen gelieferten Signale, wobei bei der Auswertung charakteristische Parameter für die einzelnen Arbeitsstellen gewonnen und auf signifikante Abweichungen von entsprechenden Sollwerten analysiert werden.

[0002] Derartige Systeme werden beispielsweise in Spulereien zur Ueberwachung von Spulautomaten verwendet, welche eine Vielzahl von Einzelspindeln aufweisen und mit sogenannten Garnreini­gungsanlagen ausgerüstet sind. Die Analyse der bei der Aus­wertung der Signale der Messorgane gewonnenen Parameter er­folgt mehr oder weniger isoliert für jede einzelne Spulstelle, so dass auftretende Störsituationen zwar erkannt und damit be­hoben werden können, aber keine automatischen Quervergleiche zwischen den einzelnen Störsituationen möglich sind. Dies be­deutet, dass es relativ schwierig ist, die einzelnen Störsi­tuationen zu gewichten und in eine gegenseitige Beziehung zu bringen. Ohne eine derartige Vernetzung besteht aber das Ueberwachungssystem nur aus einer Vielzahl isolierter Ueber­wachungen für einzelne Spulstellen.

[0003] Die durch die Analyse der genannten Parameter aufgearbeiteten Daten stehen zwar auf einem Bildschirm und/oder Drucker als Listen beziehungsweise Grafiken zur Verfügung, ihre Interpre­tation liegt aber im Ermessen und im Können der jeweiligen Bedienungsperson, so dass nicht sichergestellt ist, dass aus den gewonnenen Daten auch die richtigen Schlussfolgerungen gezogen werden.

[0004] Durch die Erfindung soll nun die Möglichkeit geschaffen wer­den, dass gewisse Schlussfolgerungen vom System selbst vorge­nommen werden können, indem dieses bestimmte Regeln anwendet. Dadurch soll gewährleistet werden, dass einerseits aus glei­chen Daten auch immer die gleichen Schlussfolgerungen gezogen, und dass anderseits auch komplexe Störsituationen eindeutig und sicher identifiziert werden. Die Arbeitsweise des Ueberwa­chungssystems soll also mit anderen Worten automatisert und objektiviert werden.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass:

a) die Sollwerte durch das Verhalten eines statistisch ver­gleichbaren Kollektivs gebildet werden;

b) zu Beginn eines jeden Ueberwachungsvorgangs für die einzel­ nen Sollwerte generalisierte Startgrössen verwendet werden; und

c) die generalisierten Startgrössen während des Ablaufs der Ueberwachung in Absolutwerte umgewandelt werden.

[0006] Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemässen Systems werden die Sollwerte durch Verarbeitung der Daten al­ler Arbeitsstellen in Form von Mittelwerten der Einzelereig­nisse und des Kollektivs ständig aktualisiert und bilden die Kerndaten für einen automatischen Schlussfolgerungsprozess, wobei diese Sollwerte durch aus der Erfahrung bekannte und in das System eingebbare Sicherheitsabstände ergänzt werden, wel­che Warn-, Alarm- oder Abstellgrenzen für die an den einzelnen Arbeitsstellen beobachteten Ereignisse festlegen.

[0007] Somit werden beim erfindungsgemässen System gewisse Schluss­folgerungen durch dieses selbst vorgenommen, indem es einen Satz von Regeln anwendet. Die ständige Aktualisierung der Mit­telwerte der Einzelereignisse und des Kollektivs und der fort­währende Vergleich derselben untereinander machen das System zu einem wissensbasierten Expertensystem mit Produktionsre­geln. Im Verlauf des Schlussfolgerungsprozesses wird eine dy­namische Wissensbank aufgebaut, deren Inhalt beispielsweise durch verbesserte Mittelwerte des Kollektivs nach längerem Be­trieb oder durch Schlussfolgerungen aus Regeln gebildet wird.

[0008] Das erfindungsgemässe Ueberwachungssystem analysiert also die von den Messorganen gelieferten Signale zwecks Erkennung si­gnifikanter Abweichungen von entsprechenden Sollwerten, wobei als Kriterium für allfällige Alarmzustände einerseits vom Be­nützer stammende Eingabedaten und anderseits vom System selbst gebildete Erfahrungsdaten dienen.

[0009] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemässen Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung der generalisierten Startgrössen in Absolutwerte aufgrund eines adaptiven Lernmechanismus erfolgt.

[0010] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­spiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der einzelnen Funk­tionsstufen eines erfindungsgemässen Ueberwachungs­systems ACS,

Fig. 2 ein Schema der Aufteilung des Systemspeichers des Rechners des Systems von Fig. 1,

Fig. 3 ein Beispiel für die Datenbestände des ACS, und

Fig. 4,5 Flussdiagramme zur Funktionserläuterung.

[0011] Das Schema von Fig. 1 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäs­sen Ueberwachungssystems für eine Vielzahl von Arbeitsstellen von Textilmaschinen, beispielsweise Spulmaschinen. Jede Spul­maschine besitzt eine Anzahl x von Spulstellen, von denen jede mit einem Messkopf MK zur Messung des Querschnitts eines lau­fenden Garns G ausgerüstet ist. Jeder Messkopf MK ist Teil eines elektronischen Garnreinigers und dient zur Erfassung von bestimmten Garnfehlern, insbesondere kurzen Dickstellen (soge­nannter S-Kanal), langen Dickstellen (sogenannter L-Kanal) und Dünnstellen (sogenannter T-Kanal). Die Bezeichnungen S-, L- und T-Kanal sind von den Garnreinigungssystemen der Marke USTER der Zellweger Uster AG bekannt.

[0012] Die Signale aller Messköpfe MKll bis MKlx, MKnl bis MKnx einer Spulmaschine sind je einer Maschinenstation MSl bzw. MSn zuge­führt, wie sie beispielsweise von Datensystemen der Marke USTER CONEDATA 200 (nachfolgend CODA 200 genannt) bekannt sind. Die Maschinenstationen MS liefern dem Benützer Informa­tionen über das Laufverhalten der Spulmaschinen und die Garn­qualität, und zwar für jede einzelne Maschinenposition. Da die Maschinenstationen ausserdem mit eigener Eingabetastatur und LCD-Anzeige ausgerüstet sind, können Daten der angeschlossenen Spulmaschine direkt eingegeben, ausgewählt und angezeigt wer­den.

[0013] Die Daten aller Maschinenstationen MS gelangen über einen so­genannten TEXBUS zu einem TEXBUS-Adapter TA und von diesem zu einem Personal Computer PC, dessen Hardwareaufbau im wesent­lichen demjenigen des in der EP-A-001 640 (Fig. 2 und 3) be­schriebenen Speicherprogramm-Rechners entspricht, und welcher insbesondere einen Systemspeicher aufweist, dessen Aufteilung in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

[0014] Man erkennt in Fig. 2 von oben nach unten die folgende Soft­ware-Konfiguration innerhalb des Personal Computers PC: Spei­cherraum für das Betriebssystem BS, Speicherraum für das Da­tensystem CODA 200, Speicherraum für den sogenannten ACS-Mana­ger, dann ein gemeinsamer Speicherraum für drei Programme ACS-­Kern, ACS-Main und ACS-Init, und schliesslich nochmals Spei­cherraum für das Betriebssystem BS. Zu dem gemeinsamen Spei­cherraum für die erwähnten drei Programme sei noch erwähnt, dass diese drei Programme nie gleichzeitig aktiv sind, so dass alle den gleichen Speicherraum verwenden können, wodurch Spei­cherplatz gespart wird.

[0015] Das erfindungsgemässe Ueberwachungssystem besteht im wesent­lichen aus den in Fig. 1 dargestellten Hardware-Komponenten und aus den aus Fig. 2 ersichtlichen Programmen, deren Zusam­menwirken neue Möglichkeiten zur Erfassung von Störsituationen in Spulereien oder allgemein, in Textilbetrieben, eröffnet.

[0016] Es ist heute für den Betrieb einer Spulerei sehr wichtig, über objektive Informationen über das Laufverhalten der Spulmaschi­nen und die Garnqualität verfügen zu können, weil nur anhand dieser Informationen die notwendigen Kompromisse bei der Wahl zweckmässiger Einstellungen an Spulmaschinen und Garnreini­ gungsanlagen gefunden werden können. Diese Kompromisse sind aber erforderlich, um die einander teilweise widersprechenden Forderungen, wie Herstellung von Kreuzspulen mit guten Ablauf­eigenschaften und hoher Fehlerfreiheit bei möglichst geringer Knotenzahl, Erreichen eines hohen Produktionsnutzeffekts, also einer hohen Leistung, und zuverlässiger Erfassung aller stö­renden Garnfehler, optimal erfüllen zu können.

[0017] Es müssen also Daten vorliegen, mit deren Hilfe optimale Be­triebsbedingungen gefunden werden können, um die Vorausset­zungen für eine hohe Wirtschaftlichkeit im Spulprozess zu schaffen. Eine wesentliche Voraussetzung für das Auffinden optimaler Betriebsbedingungen ist die exakte Erfassung und Identifikation von Störsituationen.

[0018] Wenn man vom Datensystem CODA ausgeht, so standen bisher die von diesem System aufgearbeiteten Daten auf einem Bildschirm und/oder Drucker als Listen beziehungsweise Grafiken zur Ver­fügung und mussten vom zuständigen Benützer interpretiert wer­den. Mit dem vorgeschlagenen neuen System werden nunmehr ge­wisse Schlussfolgerungen vom System selbst vorgenommen, indem dieses gewisse Verfahrensschritte ausführt. Es werden die an den einzelnen Spindeln auftretenden Ereignisse fortlaufend statistisch ausgewertet und es stehen durch die Verarbeitung der Datenmenge aller Spindeln tätig aktualisierte Mittelwerte sowohl der Einzelspindeln als auch des Kollektivs als Ver­ gleichsgrössen zur Verfügung, welche die Kerndaten eines auto­matischen Schlussfolgerungsprozesses bilden. Aus der Erfahrung bekannte Sicherheitsabstände, wie beispielsweise x-mal die Standardabweichung als Statistikmass und/oder ein y%-iger Ab­stand als Toleranzmass werden vom Benützer eingegeben und de­finieren Warn-, Alarm- oder Stoppgrenzen bezüglich der an den einzelnen Spindeln beobachteten Ereignisse.

[0019] Die Mittelwerte der Einzelereignisse und des Kollektivs werden vom System dauernd aktualisiert und fortlaufend untereinander verglichen. Somit verfügt das System über eine Wissensbank und ein automatisches Schlussfolgerungs-Verfahren. Im Verlauf des Schlussfolgerungsprozesses wird eine dynamische Wissensbank aufgebaut, deren Inhalt beispielsweise durch verbesserte Mit­telwerte des Kollektivs nach langem Betrieb und/oder durch Schlussfolgerungen aus Regeln gebildet sein kann.

[0020] Die in Fig. 2 verwendete Abkürzung ACS steht für Alarm Con­ditions Scanner; diese Bezeichnung wird später noch erklärt. Zuerst soll nun die Implementation des ACS, das heisst, das Zusammenspiel der vier Programme ACS-Manager, ACS-Kern, ACS-­Init und ACS-Main erläutert werden:

[0021] Der ACS-Manager bildet die Basis für sämtliche Programme im Zusammenhang mit dem ACS und sämtliche Programme, welche mit dem ACS arbeiten, kommunizieren nur über ihn. Der ACS-Manager besorgt die folgenden acht Hauptaufgaben: ACS-Dämon, Verwal­tung der internen Konstanten, Spulerei-Konfiguration inklusive Schicht- und Partiewechsel und Verwaltung diverser Tabellen (Fig. 3).

[0022] Der ACS-Dämon ist eine Unterfunktion des ACS-Managers. Er wird periodisch von CODA 200 aktiviert und stellt fest, ob seit dem letzten Aufruf des ACS-Kerns schon Delta t vergangen ist. Wenn ja, wird der ACS-Kern erneut aufgerufen. Die ACS-Kern-Haupt­routine ist im Flussdiagramm von Fig. 4 dargestellt. Das in diesem Flussdiagramm angegebene Unterprogramm "Schichtwechsel" bewirkt, dass sämtliche xalt und yalt in den aktuellen Tabel­len auf Null zurückgesetzt werden. Das ebenfalls in Fig. 4 angegebene Unterprogramm "Zyklus" ist im Flussdiagramm von Fig. 5 dargestellt. Dieser Zyklus wird für alle Spulstellen und Kanäle einmal ausgeführt. Mit Alg(k) ist in Fig. 5 jeweils der Algorithmus des gültigen bzw. aktuellen Kanals, also eines der Unterprogramme "AN Zyklus", "RA Zyklus", "TP Zyklus" und Erfahrungszyklus" (Code-Tabellen 4 bis 7) bezeichnet. In den Flussdiagrammen und in den Code-Tabellen sind mit den Tabellenwerten immer diejenigen Werte gemeint, die für die jeweilige Spulstelle und den jeweiligen Kanal gelten; im Flussdiagramm von Fig. 5 unterstrichene Tabellenwerte sind Werte einer aktuellen Tabelle.

[0023] Der ACS-Kern beinhaltet nur die Algorithmen und die Alarmbear­beitung. Er hat keine statistischen Daten und bezieht sämtli­ches Daten-Material vom Manager. ACS-Init lädt die in Files abgespeicherten Tabellen in den ACS-Manager und dient zum Auf­starten des Systems.

[0024] ACS-Main ist dasjenige Programm, das der Benützer von CODA 200 aus aufrufen kann, um Parameter abzuändern, aufgestaute Alarme anzusehen oder on-line Informationen zu beziehen.

[0025] Zu Beginn wird der ACS-Manager geladen. Damit dieser die be­nötigten Parameter erhält, ohne dass sie der Benützer eintip­pen muss, wird der Manager mittels ACS-Init mit den Start-Pa­rametern versorgt. ACS-Init seinerseits bezieht diese Parame­ter von einem File. Dann wird CODA 200 gestartet, das im fol­genden das Hauptprogramm ist. Das heisst mit anderen Worten, dass andere Programme nur auf Veranlassung von CODA 200 gestartet werden, und dass nach Ablauf dieser Programme CODA 200 wieder die Kontrolle erhält.

[0026] CODA 200 versorgt nun den ACS-Manager sporadisch mit den neuen Spulerei-Daten und ruft periodisch den ACS-Dämon (Funktion des ACS-Manager) auf, welcher testet, ob die Zeit für einen Aufda­tierungs- und Alarm-Zyklus angekommen ist (Aufdatierungs- und Alarm-Zyklus sind beide Teile von ACS-Kern). Wenn ja, dann wird vom ACS-Manager ACS-Kern gestartet und die erforderlichen Aktionen werden ausgeführt.

[0027] Die Programme ACS-Init, -Manager und -Kern laufen, von even­tuellen Alarmmeldungen des ACS-Kern abgesehen, für den Benüt­zer unsichtbar ab. Der Benützer kann jedoch von CODA 200 aus ACS-Main abrufen und dadurch die schon erwähnte Funktionen re­alisieren.

[0028] ACS ist ein System, durch welches gewisse Grössen in Abhängig­keit von anderen Grössen beobachtet und durch Ueberschreitun­gen von Schwellwerten Alarmzustände ermittelt werden, wobei diese Schwellwerte entweder vom Benützer oder aus automatisch gebildeten Erfahrungswerten stammen. Eine Ueberwachungsart, das heisst die Betrachtung einer Grösse in Abhängigkeit von einer anderen Grösse, wird nachfolgend als Kanal bezeichnet. Es werden vorzugsweise die folgenden Kanäle verwendet, wobei selbstverständlich weitere Kanäle hinzugefügt oder bestehende weggelassen werden können (Splice bezeichnet ein Verbinden von Fadenenden, unabhängig von der Art der Verbindung, das heisst Knoten oder Spleissung):
SPLICE = Anzahl der Splices seit dem letzten Konenwechsel
REDL = Anzahl der Rotlichter pro Zeiteinheit
SS = Stillstandszeit pro Splice
BBCH = Konenwechsel pro gespulter Garnlänge
DFFS = Kopswechsel pro gespulter Garnlänge
USPL = Spliceversuche pro geglücktem Splice
SCUTS = Anzahl S-Schnitte pro gespulter Garnlänge
LCUTS = Anzahl L-Schnitte pro gespulter Garnlänge
TCUTS = Anzahl T-Schnitte pro gespulter Garnlänge

[0029] Für jeden dieser Kanäle werden drei Alarmstufen festgelegt, welche je nach dem jeweiligen Kriterium verschiedene Aussagen zulassen. Es werden insgesamt drei verschiedene Kriterien ver­wendet, wobei jeder Kanal nach genau einem dieser drei Kri­terien untersucht wird. Die drei Kriterien sind: AN = Anzahl, RA = laufender Mittelwert und TP = Dreipunkt.

[0030] Damit aus Erfahrungswerten Alarm-Schwellen gebildet werden können, muss eine für eine Spulstelle und für einen Kanal repräsentative Referenzbasis vorhanden sein. Diese kann für eine bestimmte Spulstelle durch alle Spulstellen der gleichen Maschine oder durch alle Spulstellen mit der gleichen Garn­identifikation, das heisst mit der gleichen Garnpartie, gebil­det sein. In der praktischen Ausführung existiert für jeden maschinenabhängigen Kanal für jede Maschine und für jeden garnabhängigen Kanal für jede Garnpartie eine separate Refe­renzbasis. Die Alarm-Schwellen sind Werte, die nicht über­schritten werden dürfen, für gewisse Kanäle existieren zu­sätzlich zu diesem Maxima noch Minima, das sind Schwellen, die nicht unterschritten werden dürfen. Der ACS wird periodisch aktiviert und datiert während seiner Aktivität sämtliche Ka­näle an sämtlichen Spulstellen auf und ermittelt allfällige Alarmzustände. Ein solches Aufdatieren heisst Scan-Zyklus.

Tabelle 1

Kanal	Beobachtete Variable	Unabhängige Variable	K	Ref Basis	Min.
REDL	Rotlichter	Zeit	RA	Masch.	nein
SS	Stillstandszeit	Splice	RA	Masch.	nein
BBCH	Konenwechsel	gesp.Länge	RA	Garn	nein
DFFS	Kopswechsel	gesp.Länge	RA	Garn	ja
USPL	Spliceversuche	geglückter Splice	TP	Garn	nein
SCUTS	S-Schnitte	gesp.Länge	TP	Garn	ja
LCUTS	L-Schnitte	gesp.Länge	TP	Garn	ja
TCUTS	T-Schnitte	gesp.Länge	TP	Garn	ja
SPLICE	Splices	--	AN	Garn	--

Klassierung der Kanäle

[0031] In Fig. 3 sind die Datenbestände des ACS anhand eines konkre­ten Beispiel skizziert: Fig. 3a zeigt zwei Spulmaschinen M1 und M2 mit je vier Spulstellen 1.1 bis 1.4 bzw. 2.1 bis 2.4, an denen drei verschiedene Garnpartien G1 bis G3 umgespult werden. Fig. 3b zeigt die entsprechenden Zuordnungen zwischen Spulstellen x, Maschinen M(x) und Garnpartien G(x). Fig. 3c zeigt die aktuellen Tabellen, wie sie bei der Ueberwachung an den einzelnen Spulstellen x für die einzelnen Kanäle k gewon­nen werden, und Fig. 3d zeigt die verwendeten Referenztabellen mit der Referenzbasis Maschine für die beiden Kanäle REDL und SS und die beiden Spulmaschinen M1 und M2 bzw. mit der Refe­renzbasis Garn für die drei Garnpartien G1 bis G3 und die restlichen 7 Kanäle.

[0032] Gemäss Fig. 3c existiert für jede Spulstelle eine Tabelle mit den aktuellen Werten. Diese Tabelle beinhaltet für jeden Kanal wiederum eine Tabelle der folgenden Form:
status : Kanal an dieser Position eingeschaltet Ja/Nein
x : Unabhängige Grösse (seit letztem Rücksetzen)
y : Abhängige Grösse (seit letztem Rücksetzen)
xtab(1...3): Tabelle mit den x-Werten der einzelnen Alarmstu­fen
ytab(1...3): Tabelle mit den y-Werten der einzelnen Alarmstu­fen
Dazu kommen noch Hilfswerte für die Aufdatierung:
xalt : Wert der unabhängigen Grösse zur Zeit To
yalt : Wert der abhängigen Grösse zur Zeit To Tabelle 2: Tabelle TYP aktuell

[0033] Wie schon erwähnt wurde, existiert für jede Maschine und für jede Garnpartie eine eigene Referenzbasis. Für jede Referenz­basis existiert für jeden zugehörigen Kanal eine Tabelle ge­mäss Fig. 3d der folgenden Form:
Lernen : Selbstlernen eingeschaltet?
DatFix : Fix für die Aufdatierung
ErfFix : Fix für die Erfahrungswertbildung
Alarm FixTab (1..3): Tabelle mit den Fixwerten für die Alarmstufen
Sigma : Sigma-Faktor beim Bilden der Schwellwerte
Marge : Marge in Prozent für Schwellwerte
Diese Daten müssen vom Benützer eingegeben werden.
MinTab(1...3): Tabelle mit unteren Schwellwerten (falls nötig)
MaxTab(1...3): Tabelle mit oberen Schwellwerten
xerf : x- Wert für Erfahrungswertbildung
yerf : y- Wert für Erfahrungswertbildung
erf : Erfahrungswert
Tabelle 3: Tabelle TYP Referenz

[0034] Die Daten MinTab und MaxTab können vom Benützer eingegeben oder vom ACS gebildet werden. Die Werte xerf, yerf und erf werden vom ACS gebildet.

[0035] Damit die Algorithmen die richtigen Tabellenwerte erhalten, um arbeiten zu können, müssen die Abbildungsfunktionen akt: Ta­belle vom Typ aktuell und ref: Tabelle vom Typ Referenz exi­stieren. (Das nachfolgend verwendete Symbol ":=" stellt eine Zuweisung dar: "a:=b" heisst: a nimmt den Wert von b an. Der Wert von b bleibt unverändert.)

akt: = HolAktuell (x, k)

[0036] HolAktuell weist der Tabelle akt die aktuellen Werte der Spul­stelle x/Kanal k zu. Diese Funktion ist einfach zu realisie­ren, da die Tabelle sämtlicher Werte als zweidimensionale Ma­trix mit den Dimensionen Spulstelle und Kanal implementiert werden kann.

ref: = HolReferenz (x, k)

[0037] HolReferenz weist der Tabelle ref die Referenzwerte zu, welche für die Spulstelle x und den Kanal k gelten. Diese Funktion ist komplizierter als HolAktuell. Als Quellen dienen die Ta­bellen MaschRefTab und GarnRefTab. MaschRefTab ist eine zwei­dimensionale Tabelle über alle Maschinen und alle zur Maschine gehörenden Kanäle, GarnRefTab ist eine zweidimensionale Tabel­le für alle Garnpartien und alle zur Garnpartie gehörenden Ka­näle.

[0038] Bei der Beschreibung der Form der Tabelle vom Typ Referenz (Fig. 3d) wurde der Begriff Fix (DatFix, ErfFix) verwendet. Ein Fix ist eine Marke für die unabhängige Variable x. Falls x einen gewissen Fix überschreitet, wird eine entsprechende Ak­tion ausgelöst. Der DatFix und der ErfFix sind dazu da, Re­chenzeiten zu sparen, damit nicht bei jedem Scan-Zyklus auf­wendige Berechnungen durchgeführt werden müssen, die keine wesentlichen Aenderungen bringen. Die Alarm-Fixes dienen zur Abstufung der Alarme.

[0039] Bei der Bildung der Erfahrungswerte ist eine Gewichtung der Vergangenheit gegenüber der Gegenwart erforderlich, was mit Hilfe eines Vergangenheitsfaktors realisiert wird. Für jeden Kanal ist ein Vergangenheitsfaktor definiert, der für die ganze Spulerei gilt.

[0040] In Tabelle 1 sind in der Kolonne K die Kriterien RA, TP und AN angegeben, nach denen die einzelnen Kanäle untersucht werden. Nachfolgend sollen nun die diese Kriterien bildenden Algorith­men beschrieben werden, und zwar mit Pseudo-Codes, welche stark an die Programmiersprache Modula-2 angelehnt sind. Be­züglich der in den Pseudo-Codes verwendeten Symbole seien noch folgende Bemerkungen vorausgeschickt: Das Symbol ":=" (Zuwei­sung) wurde bereits erklärt. Klammern geben Indices von Tabel­len an, wenn ihr Inhalt unterstrichen ist; "a(i)" bezeichnet den i-ten Wert der Tabelle a. Text zwischen "(*" und "*)" ist Kommentar, und Einrückungen sollen die Gültigkeitsbereiche von Kontrollstrukturen wie WENN x DANN y SONST z ENDE WENN ver­deutlichen. T0 bezeichnet den Zeitpunkt des dem aktuellen Scan-Zyklus vorausgegangenen Zyklus und T1 den Zeitpunkt des aktuellen Scan-Zyklus.

[0041] Der Algorithmus AN Code-Tabelle 4 beobachtet keine Variable in Abhängigkeit einer anderen, sondern summiert nur die Häufig­keit eines Ereignisses seit dem letzten Eintreten eines ande­ren Ereignisses. Das heisst in der Praxis, dass AN nur an einem Kanal, und zwar am Kanal SPLICE, verwendet wird und dort die Anzahl Splices pro Konus, d.h. seit dem letzten Konenwech­sel zählt. Falls die Splices eine gewisse Zahl überschreiten, dann wird ein Alarm ausgelöst.

[0042] Die Algorithmen RA und TP werden im Unterschied zu AN für meh­rere Kanäle verwendet. Hier wird der Pseudo-Code nicht für je­den Kanal angegeben, sondern es werden die in Tabelle 2 und 3 angegebenen Datenstrukturen verwendet.

[0043] Der Algorithmus RA Code-Tabelle 5 führt drei Wertepaare mit x- und y- Werten, deren x- Werte je um DatFix auseinanderliegen. Das aktuellste Wertepaar ist x1/y1, das "älteste" x3/y3. Ein xy- Wertepaar wird solange aufdatiert, bis x den Wert DatFix überschritten hat. Dieses Wertepaar wird dann auf das Inter­vall DatFix normiert und zum Wertepaar x1/y1 gemacht. Die al­ten Wertepaare x1/y1 und x2/y2 werden nach hinten verschoben, x3/ y3 geht verloren. Nach einer Aufdatierung wird getestet, ob ein Alarm eingetreten ist, wobei die Alarmstufen definiert sind.

[0044] Alarmstufe 1 ist eine unmittelbare Ueberschreitung eines Grenzwerts (y1 grösser max1 oder kleiner min1), Alarmstufe 2 stellt den gleitenden Durchschnitt dar ((y1+y2+y3 grösser max2) oder (y1+y2+y3 kleiner min2)), und Alarmstufe 3 stellt fest, ob ein deutlich falscher Trend vorherrrscht ((y1-y3 grösser max3) oder (y3-y1 grösser min3)).

[0045] Die Schwellwerte der Stufen 1 und 3 müssen vom Benützer vor­gegeben werden, die Schwellwerte der Alarmstufe 2 können aus Erfahrung gelernt werden.

[0046] Der Algorithmus TP Code-Tabelle 6 hat im Unterschied zu RA drei identische Stufen, wobei die Zahl der Stufen keine über­geordnete Bedeutung hat, sondern durch die Symmetrie zu RA, welches definitionsgemäss über drei Alarmstufen verfügt, zu­stande kommt. Die drei Stufen von TP unterscheiden sich nur in einem Punkt, und zwar im Fix-Wert für x.

[0047] Ein xy-Paar wird so lange aufdatiert, bis x den AlarmFixTab-­Wert seiner Stufe überschritten hat. Wenn der x Wert einer Alarmstufe seinen AlarmFixTab-Wert überschritten hat, so wird das xy-Paar auf diesen normiert und mit den Schwellwerten ver­glichen. Wird der Wert über- oder unterschritten, so wird ein Alarm ausgelöst. Nach Vergleichen des normierten xy- Paares wird dieses mit dem Vergangenheitsfaktor multipliziert, wobei nicht unterschieden wird, ob ein Alarmzustand ermittelt wurde oder nicht. Die Schwellwerte jeder Alarmstufe können aus der Erfahrung gelernt werden.

[0048] Ein wesentliches Merkmal des ACS ist der Selbstlern-Mechanis­mus, d.h. die Möglichkeit, Schwellwerte aus Erfahrungswerten zu bilden. Eine repräsentative Grundmenge mit statistischem Material ist in Form der Referenz-Basen vorhanden. Für jeden Kanal besteht, analog zur normalen Aufdatierung, je ein x- und ein y- Wert, welche dieselbe Bedeutung haben wie die Variablen in Tabelle 1. Anstatt nun diese Grössen pro Spulstelle zu er­heben, werden sie von sämtlichen Spulstellen, welche dieser Referenzbasis zugeordnet sind, aufsummiert (siehe Algorithmen RA und TP).

[0049] Damit die statistische Aussage möglichst gesichert ist, wird nach jedem Scan-Zyklus jeder Kanal jeder Referenzbasis gete­stet, ob sein x- Wert den Fix-Wert der Erfassung überschritten hat. Wenn ja, dann wird ein neuer Erfahrungswert und ein neuer Schwellwert gebildet, wobei sich der neue Erfahrungswert aus einer Gewichtung der neuen Werte und des alten Erfahrungswer­tes zusammensetzt.

[0050] Voraussetzung für die Bildung eines Schwellwertes ist, dass das Eintreten eines Ereignisses der Poisson-Verteilung ge­horcht. Diese wird aufgrund des Grenzwertes von de Moivre-­Laplace durch eine Normal-Verteilung ersetzt. Wenn "Sigma" das Vertrauensintervall in Vielfachen der Standardabweichung, "Marge" die Marge in Prozenten durch 100 und "erf" einen durch Beobachtung ermittelten und gemäss den Erfordernissen normier­ten und gewichteten Erfahrungswert bezeichnet, dann ergibt sich für die Abweichung "abw" eines Schwellwertes vom Mittel­wert folgender Ansatz:
abw := Sigma . Wurzel aus erf + Marge . erf
Min := erf- abw
Max := erf + abw

[0051] Das Flussdiagramm des Erfahrungszyklus ist in Code-Tabelle 7 dargestellt, wobei vfak den Vergangenheitsfaktor des aktuellen Kanals bezeichnet. Durch diesen Algorithmus werden in der Re­ferenz-Tabelle ref für den Kanal k Minimum und Maximum be­rechnet.

[0052] Dass bei RA die Werte von Alarmstufe 2 auf das Dreifache von DatFix normiert sein müssen, hat seinen Grund darin, dass bei diesem Algorithmus nur die Schwellwerte der Alarmstufe 2 aus Erfahrung gelernt werden können. Entsprechend werden für den Test alle drei y- Werte summiert.

Ansprüche

1. System zur Ueberwachung einer Vielzahl von Arbeitsstellen von Textilmaschinen, mit den Arbeitsstellen zugeordneten Messorganen und mit Mitteln zur Auswertung der von den Messorganen gelieferten Signale, wobei bei der Auswertung charakteristische Parameter für die einzelnen Arbeitsstel­len gewonnen und auf signifikante Abweichungen von ent­sprechenden Sollwerten analysiert werden, dadurch gekenn­zeichnet, dass:

a) die Sollwerte durch das Verhalten eines statistisch vergleichbaren Kollektivs gebildet werden;

b) zu Beginn eines jeden Ueberwachungsvorgangs für die einzelnen Sollwerte generalisierte Startgrössen ver­wendet werden; und

c) die generalisierten Startgrössen während des Ablaufs der Ueberwachung in Absolutwerte umgewandelt werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte durch Verarbeitung der Daten aller Arbeitsstel­len (x) in Form von Mittelwerten der Einzelereignisse und des Kollektivs ständig aktualisiert werden und die Kernda­ten für einen automatischen Schlussfolgerungsprozess bil­den, wobei diese Sollwerte durch aus der Erfahrung bekann­te und in das System eingebbare Sicherheitsabstände er­ gänzt werden, welche Warn-, Alarm- oder Abstellgrenzen für die an den einzelnen Arbeitsstellen beobachteten Ereignis­se festlegen.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung der generalisierten Startgrössen in Absolutwer­te aufgrund eines adaptiven Lernmechanismus erfolgt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede im folgenden als Kanal (k) bezeichnete Ueberwachungs­art einer Grösse in Abhängigkeit von einer anderen mehre­re, vorzugsweise drei Alarmstufen festgelegt sind, und dass jeder Kanal nach einem von mehreren Kriterien unter­sucht wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung der Sollwerte für die einzelnen Arbeitsstellen (x) für jeden maschinenabhängigen Kanal pro Maschine und für jeden garnabhängigen Kanal pro Garnpartie eine separa­te Referenzbasis vorgesehen ist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arbeitsstelle (x) je eine Tabelle (AktTab) mit den aktuel­len Messwerten für jeden Kanal und je eine Tabelle (Garn­RefTab oder MaschRefTab) mit den Werten der Referenzbasis für die entsprechenden Kanäle zugeordnet ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Festlegung der Sollwerte ein Vergangenheitsfaktor festgelegt ist, anhand dessen eine Gewichtung der vergan­genen Messwerte erfolgt.

8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, dass den drei Alarmstufen die Bedeutungen: - Plötzliche starke Abweichung; deutliche Abweichung über längere Zeit; Ueberschreiten einer Schwelle durch den Gradienten - zugeordnet sind.

9. System nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeich­net, dass jedem Kanal (k) eine zu beobachtende Variable und eine unabhängige Variable, und dass der unabhängigen Variablen eine Marke zugeordnet ist, bei deren Ueber­schreitung durch die Variable eine Aktion ausgelöst wird, und dass nach jeder Aufdatierung aller Kanäle an allen Arbeitsstellen (x) untersucht wird, ob eine unabhängige Variable eines Kanals einer Referenzbasis ihre Marke überschritten hat.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ueberschreitung der genannten Marke durch eine unabhängige Variable die Bildung eines neuen Sollwerts auslöst, wel­cher sich aus einer Gewichtung der neuen Messwerte und des alten Sollwertes zusammensetzt.

Zeichnung