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Title:
METHOD FOR A MODEL-BASED OPTIMIZATION OF A FILM PRODUCT DURING A PRODUCTION PROCESS ON A FILM EXTRUSION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/073999
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for a model-based optimization of a film product during a production process on a film extrusion system (10) using a production model (PM) of the film extrusion system (10), having the following steps: − detecting at least two model parameters (MP) in the form of input parameters (EP) of the production model (PM) in order to predict a production situation of the film extrusion system (10) and/or at least two model parameters (MP) in the form of output parameters (AP) of the production model (PM) in order to predict a film product situation of the film extrusion system (10), − forming a parameter relationship between the detected model parameters (MP) using the production model (PM), − prioritizing at least one model parameter (MP) of the production model (PM) for the optimization process, and − changing at least one non-prioritized model parameter (MP) of the production model (PM) on the basis of the formed parameter relationship in order to optimize the prioritized model parameter (MP).

Inventors:
BACKMANN MARTIN (DE)
BUSSMANN MARKUS (DE)
SCHUH MELANIE (DE)
EDERLEH LENNART (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/078239
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 08, 2020
Export Citation:
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Assignee:
WINDMOELLER & HOELSCHER (DE)
International Classes:
G05B13/04; G05B19/418
Domestic Patent References:
WO2018072773A22018-04-26
Foreign References:
EP1441268A12004-07-28
Other References:
FRANTISEK MANLIG: "TU Dresden, IPT, PAS-Forschungsergebnisbericht 2001 Seite 1 "Optimierung" von Fertigungsprozessen mit Rechnersimulation - Ein Analysebericht", 1 January 2001 (2001-01-01), XP055760666, Retrieved from the Internet [retrieved on 20201216]
Attorney, Agent or Firm:
BALS & VOGEL PATENTANWÄLTE (DE)
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren für eine modellbasierte Optimierung eines Folienproduktes bei einer Herstellung auf einer Folienextrusionsanlage (10) mittels eines Produktionsmodells (PM) der Folienextrusionsanlage (10), aufweisend die folgenden Schritte:

- Erfassen von wenigstens zwei Modellparametern (MP) in Form von Eingangsparametern (EP) des Produktionsmodells (PM) zur Prädiktion einer Produktionssituation der Folienextrusionsanlage (10) und/oder in Form von wenigstens zwei Modellparametern (MP) in Form von Ausgangsparametern (AP) des Produktionsmodells (PM) zur Prädiktion einer Folienproduktsituation der Folienextrusionsanlage (10),

- Ausbilden einer Parameterbeziehung zwischen den erfassten Modellparametern (MP) mittels des Produktionsmodells (PM),

- Priorisieren wenigstens eines Modellparameters (MP) des Produktionsmodells (PM) für die Optimierung,

- Verändern wenigstens eines nicht priorisierten Modellparameters (MP) des Produktionsmodells (PM) auf Basis der ausgebildeten Parameterbeziehung zur Optimierung des priorisierten Modellparameters (MP).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Priorisierung des wenigstens einen Modellparameters (MP) ein Optimierungsziel (OZ) und/oder eine Optimierungsrichtung (OR) angegeben wird.

3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Veränderung des wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters (MP) eine Veränderungsgrenze (VG) und/oder eine Veränderungsrichtung (VR) angegeben wird.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Priorisierung von wenigstens zwei unterschiedlichen Modellparametern (MP) diese mit unterschiedlichen Priorisierungsgraden priorisiert werden.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung der Veränderung wenigstens ein Modellparameter (MP) gegen Veränderung gesperrt ist.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Veränderung des wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters (MP) mehrfach wiederholt, insbesondere in automatisierter Weise, durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des veränderten wenigstens einen nicht priorisierten

Modellparameters (MP) mittels der ausgebildeten Parameterbeziehung ein Optimierungsergebnis (OE) für den priorisierten wenigstens einen Modellparameter (MP) ermittelt, und insbesondere bewertet wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest teilweise manuelle Auswahl des zu verändernden wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters (MP) erfolgt.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ziel der Optimierung wenigstens eines der folgenden gewählt wird:

- Reduktion von Energiebedarf bei der Produktion auf der

Folienextrusionsanlage (10),

- Reduktion von Materialbedarf bei der Produktion auf der

Folienextrusionsanlage (10),

- Reduktion von Kosten bei der Produktion auf der Folienextrusionsanlage (10),

- Verbesserung wenigstens eines Ausgangsparameters (AP), insbesondere in Form einer Eigenschaft des Folienproduktes.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Optimierung des wenigstens einen priorisierten Modellparameters (MP) und/oder auf Basis des veränderten wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters (MP) eine Auswahl einer spezifischen Folienextrusionsanlage (10) erfolgt.

11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Optimierung wenigstens ein Eingangsparameter (EP) in Form eines neuen Rohstoffparameters verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Optimierung wenigstens ein Ausgangsparameter (AP) in Form eines neuen Folienparameters verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrfache Optimierung, insbesondere mit unterschiedlichen Priorisierungen, durchgeführt wird mit einer anschließenden Bewertung der Optimierungsergebnisse (OE).

14. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung des Programms auf einem Computer diesen dazu veranlassen die Schritte eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.

Description:
Verfahren für eine modellbasierte Optimierung eines Folienproduktes bei einer Herstellung auf einer Folienextrusionsanlage

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine modellbasierte Optimierung eines Folienproduktes bei einer Herstellung auf einer

Folienextrusionsanlage sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Es ist bekannt, dass Folienextrusionsanlagen anhand von Eingangsparametern und Ausgangsparametern hinsichtlich einer Produktionssituation und/oder hinsichtlich einer Folienproduktsituation bewertet werden können. Dies gilt insbesondere für die Einstellung, also die Steuerung und/oder die Regelung der Folienextrusionsanlage. So ist beispielsweise eine Vielzahl von Eingangsparametern notwendig, um die Folienextrusionsanlage so einzustellen, dass sie eine definierte Folienproduktsituation erzeugt. Solche Eingangsparameter können zum Beispiel Parameter der Rohstoffe, Parameter der Rezeptur, aber auch Parameter der Folienextrusionsanlage selbst sein. Auch die Bewertung der Qualität des Folienproduktes hängt an einer Vielzahl von Parametern. Beispielsweise kann hier als Ausgangsparameter der Nutzungsparameter, also die tatsächliche Erfüllung einer Funktion der Folie, aber auch messbare Folienparameter wie Reißfestigkeit oder Stretchfähigkeit darstellen.

Bekannte Lösungen basieren bei der Steuerung und/oder Regelung der Folienextrusionsanlage zu einem großen Teil auf der Erfahrung und dem Wissen des Bedienpersonals. So ist dem Bedienpersonal aufgrund der Erfahrungen der Betriebsweise der Folienextrusionsanlagen bekannt, welche Einstellungen vorzunehmen sind, um ein definiertes Folienprodukt zu erzielen bzw. einzelne Ergebnisparameter in der Folienproduktsituation zu verändern, insbesondere zu verbessern. Dies führt jedoch dazu, dass bei unterschiedlichem Bedienpersonal auch unterschiedliche und vor allem nicht nacharbeitbare Prozesse dazu führen, dass unterschiedliche Folienproduktsituationen sich einstellen. Zwar reicht dies üblicherweise grundsätzlich trotzdem aus, um ein ausreichendes Maß an Qualität für das Folienprodukt zu gewährleisten, jedoch wird im Fehlerfall ein hoher Ausschuss erzielt. Insbesondere bei der Umstellung zwischen unterschiedlichen Folienprodukten, aber auch beim Wechsel des Bedienpersonals besteht also ein hohes Risiko, dass das Folienprodukt sich hinsichtlich der Produktionsqualität verändert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise Optimierungsmöglichkeiten für die Fierstellung von Folienprodukten auf Folienextrusionsanlagen zu finden und/oder zu verbessern.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Erfindungsgemäß dient ein Verfahren einer modellbasierten Optimierung eines Folienproduktes bei einer Herstellung auf einer Folienextrusionsanlage mittels eines Produktionsmodells dieser Folienextrusionsanlage. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Erfassen von wenigstens zwei Modellparametern in Form von

Eingangsparametern des Produktionsmodells zur Prädiktion einer Produktionssituation der Folienextrusionsanlage und/oder in Form von wenigstens zwei Modellparametern in Form von Ausgangsparametern des

Produktionsmodells zur Prädiktion einer Folienproduktsituation der Folienextrusionsanlage,

- Ausbilden einer Parameterbeziehung zwischen den erfassten Modellparametern mittels des Produktionsmodells,

- Priorisieren wenigstens eines Modellparameters des Produktionsmodells für die Optimierung,

- Verändern wenigstens eines nicht priorisierten Modellparameters des

Produktionsmodells auf Basis der ausgebildeten Parameterbeziehung zur Optimierung des priorisierten Modellparameters.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren basiert nun darauf, dass die Folienextrusionsanlage hinsichtlich zumindest einiger Modellparameter in einem Produktionsmodell abbildbar ist. Bei einem solchen Produktionsmodell kann es sich um ein Simulationsmodell handeln, welches einen algorithmischen Teil, einen empirischen Modellteil und/oder einen künstlichen Intelligenzmodellteil aufweist. Diese verschiedenen Teile des Simulationsmodels können kombiniert oder alleinstehend eingesetzt werden, um ein Produktionsmodell einer Folienextrusionsanlage zur Verfügung zu stellen. Dabei kann ein solches Produktionsmodell auf Basis bekannter Parameterbeziehungen, aber auch auf bekannten Trainingsdaten in Form von bereits historisch durchgelaufenen Produktionsaufträgen an Folienextrusionsanlagen erstellt werden. Sofern das Produktionsmodell eine sogenannte künstliche Intelligenz aufweist, können solche historischen Daten als Trainingsdaten zum Beispiel in einem Deep-Learning-System zum Trainieren des Produktionsmodells Verwendung finden.

Erfindungsgemäß werden in einem ersten Schritt zwei Modellparameter des Produktionsmodells erfasst. Dabei ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob die

Modellparameter Eingangsparameter oder Ausgangsparameter des Produktionsmodells darstellen. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Optimierungsverfahren sowohl für Eingangsparameter als auch für Ausgangsparameter erfasst werden. Auch eine Korrelation, also das Erfassen von Eingangsparametern und Ausgangsparametern ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich denkbar.

Das Erfassen der Eingangsparameter und der Ausgangsparameter beschreibt auf Basis der Daten dieser jeweiligen Parameter zum einen für die Eingangsparameter die Produktionssituation der Folienextrusionsanlage und zum anderen eine

Folienproduktsituation der Folienextrusionsanlage und dort insbesondere des

Folienproduktes. Unter einer Produktionssituation sind zum Beispiel Werte und Parameter, aber auch die grundsätzliche Fertigungsstabilität der Folienextrusionsanlage zu verstehen. Folienproduktsituation ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein oder mehrere Parameter oder Parameterkombinationen, die die Qualität oder Quantität des Folienproduktes bewertbar machen.

Nachdem nun zwei oder mehr Modellparameter des Produktionsmodells erfasst worden sind, wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren nun zumindest eine Parameterbeziehung zwischen den erfassten Modellparametern mithilfe des Produktionsmodells ausgebildet. Das Produktionsmodell erstellt also diese Parameterbeziehung und kann damit

Querbeeinflussungen zwischen den erfassten Modellparametern bewerten bzw. durch die Parameterbeziehung korrelieren. In einem nächsten Schritt erfolgt das Priorisieren wenigstens eines Modellparameters des Produktionsmodells für die Optimierung. Bei dem wenigstens einen priorisierten Modellparameter kann es sich sowohl um einen der erfassten Modellparameter, aber auch um einen noch nicht erfassten Modellparameter handelt.

In einem abschließenden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nun die Veränderung wenigstens eines nicht priorisierten Modellparameters auf Basis der ausgebildeten Parameterbeziehung zur Optimierung des wenigstens einen priorisierten Modellparameters. Mit anderen Worten kann durch den Schritt des Priorisierens der Modellparameter ausgewählt werden, welcher für die Folienextrusionsanlage bei der Durchführung des Verfahrens optimiert werden soll. Wird beispielsweise als Modellparameter der Energiebedarf der Folienextrusionsanlage priorisiert, so kann im abschließenden Schritt ein oder mehrere Modellparameter des Produktionsmodells so verändert werden, dass sich der priorisierte Modellparameter des Energiebedarfs verändert. Beim Energiebedarf wird dabei grundsätzlich davon auszugehen sein, dass eine Reduktion des Energiebedarfs gewünscht ist, und daher die Optimierung der anderen Modellparameter auch auf diese Veränderung des priorisierten Modellparameters des Energiebedarfs abzielt.

Auf Basis des voranstehenden Beispiels wird ersichtlich, dass nun unabhängig von der Folienextrusionsanlage das Optimierungsverfahren rechnergestützt ablaufen kann. So kann ein solches Verfahren durch die Parameterbeziehung des Produktionsmodells nun eine Optimierung vornehmen, welche anschließend mit optimierten Modellparametern an der realen Folienextrusionsanlage umgesetzt werden kann. Führt bei dem voranstehend beschriebenen Beispiel die Optimierung auf einen reduzierten Energiebedarf zum Beispiel dazu, dass mit einer veränderten Temperatursituation oder anderen Rohstoffparametern ein Betrieb der Folienextrusionsanlage stattfinden muss, so werden diese veränderten nicht priorisierten Modellparameter an der realen Folienextrusionsanlage umgesetzt, sodass sich mit hoher Wahrscheinlichkeit in der Realität auch die optimierte Ausgestaltung des priorisierten Modellparameters und bei diesem Beispiel nun ein reduzierter Energiebedarf einstellen wird.

Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren sind somit sowohl direkte als auch indirekte Einflussnahmen auf Modellparameter möglich. Es handelt sich also um eine modellgestützte Optimierung, insbesondere unabhängig, also offline, von der Folienextrusionsanlage. Selbstverständlich kann eine solche Optimierung eine einmalige Optimierung, aber auch eine fortlaufende Optimierung darstellen. Insbesondere wird der Schritt der Veränderung, aber auch alle Schritte des Verfahrens mehrfach, insbesondere in iterativer Weise durchgeführt. Beispielsweise kann nun mit dem Optimierungsziel einer kostengünstigeren, einer schnelleren und/der einer energieärmeren Produktion ein Modellparameter des Folienproduktes selbst, zum Beispiel der Dicke der Folie, zu Optimierungsmöglichkeiten führen. Im Endergebnis würde zum Beispiel eine Produktion einer dickeren Folie eine in Summe preiswertere und/oder schnellere und damit kostengünstigere Produktion ermöglichen.

Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Priorisierung des wenigstens einen Modellparameters ein Optimierungsziel und/oder eine Optimierungsrichtung angegeben wird. Dies erlaubt es, die Optimierung nicht nur hinsichtlich des priorisierten Modellparameters, sondern auch in Richtung der gewünschten Optimierung zu verbessern. So kann beispielsweise vorgegeben werden, ob der Modellparameter im Rahmen der Optimierungsschleife wachsen oder reduziert werden soll. Im Falle des Beispiels des Energiebedarfs einer Folienextrusionsanlage kann beispielsweise vorgegeben werden, dass die Optimierungsrichtung eine Reduktion des Energiebedarfs vorsieht. Auch kann ein Optimierungsziel im Sinne einer maximalen Energiebedarfsgrenze vorgesehen werden, welche durch die Optimierung unterschritten werden soll. Ein Unterschreiten oder ein Überschreiten, je nach Optimierungsrichtung, eines solchen Optimierungsziels kann also nicht nur die Richtung des Optimierungslaufs, sondern auch das Ende der Optimierung angeben und vordefinieren. Selbstverständlich kann das Optimierungsziel neben einer exakten Grenze auch als ein Zielkorridor und damit ein Optimierungszielkorridor vorgesehen werden.

Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Veränderung des wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters eine Veränderungsgrenze und/oder eine Veränderungsrichtung angegeben wird. Damit kann sichergestellt werden, dass unerwünschte Veränderungsrichtungen vermieden werden. Insbesondere kann eine falsche Richtung der Optimierung vermieden werden. Eine Veränderungsgrenze erlaubt es darüber hinaus, bei nicht priorisierten Modellparametern zu vermeiden, dass bei der Optimierung des priorisierten Modellparameters diese Grenze überschritten wird. Beispielsweise kann bei der Dicke der Folie ein Unterschreiten einer Mindestdicke bei einer bestimmten Rezeptur die Stabilität bei der Produktion massiv beeinträchtigen. Wird nun bei der Optimierung die Untergrenze für diesen nicht priorisierten Modellparameter in Form der Dicke der Folie gesetzt, so ist sichergestellt, dass die Variation dieses nicht priorisierten Modellparameters den stabilen Fertigungsbereich nicht verlässt. Diese Vorgabe kann in manueller Weise, aber auch durch das Produktionsmodell selbst vorgegeben werden. Neben der Veränderungsgrenze, welche selbstverständlich auch als Veränderungskorridor ausgebildet sein kann, kann die Veränderungsrichtung ebenfalls vorsehen, dass ausschließlich ein Anwachsen oder ein Abfallen des zu verändernden nicht priorisierten Modellparameters die Optimierung in gewünschter Weise lenkt bzw. eingegrenzt.

Weitere Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Priorisierung von wenigstens zwei unterschiedlichen Modellparametern diese mit unterschiedlichen Priorisierungsgraden priorisiert werden. Diese unterschiedlichen Priorisierungsgrade unterscheiden sich also vom Wert der Priorisierung, also zum Beispiel anhand von zwei unterschiedlichen Modellparametern, wobei der eine eine höhere Priorisierung als der andere aufweist. Insbesondere können auf diese Weise auch komplexe Priorisierungen aufgebaut werden, welche zum Beispiel mit Optimierungszielen, Optimierungsrichtungen, Veränderungsgrenzen und auch Veränderungsrichtungen kombinierbar sind. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur daher möglich, da ein Produktionsmodell den Kern des Verfahrens bildet, und auf diese Weise auch solche komplexen Optimierungsaufgaben durch iterative Optimierungsschleifen in einem insbesondere in automatisierter Weise ablaufenden Optimierungsverfahren berücksichtigt werden können.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Durchführung der Veränderung wenigstens ein Modellparameter gegen Veränderung gesperrt ist. Somit wird es möglich, einzelne Modellparameter aus der Optimierungsschleife auszuschließen, sodass beispielsweise ein unerwünschter Einfluss auf Barriereeigenschaften, Stabilitätseigenschaften oder Farbeigenschaften bei der Produktion des Folienproduktes unterlassen wird. Auch dies kann in manueller Weise oder auf Basis eines aktiven Eingriffs des Produktionsmodells erfolgen. Beispielsweise kann aus Stabilitätsgesichtspunkten eine Veränderung der Farbzumischung Vorteile mit sich bringen. Wenn jedoch im Rahmen der Optimierung eine Veränderung der Farbpigmente Vorteile für den priorisierten Modellparameter mit sich bringen würde, würde das Auswirkungen auf die optische Ansicht des Folienproduktes haben. Somit kann nun durch das Sperren des Modellparameters der Farbpigmentzumischung eine Änderung desselben gesperrt werden, sodass die Optimierung ausschließlich auf Basis der verbleibenden nicht gesperrten Modellparameter durchgeführt wird.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt der Veränderung des wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters mehrfach wiederholt, insbesondere in automatisierter Weise, durchgeführt wird. Insbesondere wird diese iterative Wiederholung, insbesondere in automatisierter Weise, sogar eine automatische Bewertung eines Optimierungsergebnisses aufweisen. Die Bewertung und die Neuausrichtung der Optimierungsrichtung können damit bei jedem iterativen Durchlauf aufs Neue durchgeführt werden, sodass eine rein auf einem Computer durchlaufende Simulation diese Optimierung durchführen kann. Die iterative Durchführung und insbesondere die für jede Iteration eingebaute Feedbackschleife kann die Komplexität der gewünschten Optimierungsaufgaben noch weiter erhöhen und die Qualität der sich ergebenden Optimierungslösungen weiter verbessern.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis des veränderten wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters mittels der ausgebildeten Parameterbeziehung ein Optimierungsergebnis für den priorisierten wenigstens einen Modellparameter ermittelt, und insbesondere bewertet wird. Mit anderen Worten wird eine Auswertung der Optimierung bzw. eine Auswertung des Ergebnisses der Optimierung erfolgen. Die Simulation der Produktion nach der Optimierung kann also eine zusätzliche und an die Optimierung anschließende Simulation darstellen, und damit das Ergebnis der Optimierung sozusagen verifizieren. Dabei kann für die Simulation der Produktion das gleiche Produktionsmodell angesetzt werden, wie es auch für die Optimierung verwendet wird. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, ein anderes Produktionsmodell zu verwenden, sodass sozusagen zwei Produktionsmodelle sich gegeneinander prüfen, also insbesondere beim Einsatz zweier künstlicher Intelligenzen diese sich gegenseitig überprüfen und durch Rückkopplung in Summe ein weiter verbessertes Optimierungsergebnis mit sich bringen. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eine zumindest teilweise manuelle Auswahl des zu verändernden wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters erfolgt. Eine solche manuelle Vorgabe und insbesondere auch eine manuelle Gewichtung bringt die hohe Flexibilität mit sich, die für ein erfindungsgemäßes Verfahren gewünscht wird. Insbesondere ist dies kombiniert mit ebenfalls manuell vorgebbaren Grenzen der Veränderung und Zielen der Optimierung.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren als Ziel der Optimierung wenigstens eines der Folgenden gewählt wird:

- Reduktion von Energiebedarf bei der Produktion auf der Folienextrusionsanlage,

- Reduktion von Materialbedarf bei der Produktion auf der Folienextrusionsanlage,

- Reduktion von Kosten bei der Produktion auf der Folienextrusionsanlage,

- Verbesserung von wenigstens einem Ausgangsparameter, insbesondere in Form einer Eigenschaft des Folienproduktes.

Bei der vorstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Auch komplexere Zusammenhänge, also die Priorisierung von zwei oder mehr der voranstehend genannten Verbesserungen oder Reduktionen ist selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis der Optimierung des wenigstens einen priorisierten Modellparameters und/oder auf Basis des veränderten wenigstens einen nicht priorisierten Modellparameters eine Auswahl einer spezifischen Folienextrusionsanlage erfolgt. Folienextrusionsanlagen können insbesondere über die Dauer der Nutzung und den dabei eintretenden Verschleiß sich in unterschiedliche Richtungen entwickeln. Somit kann für unterschiedliche Optimierungssituationen und damit auch für unterschiedliche Produktionsaufgaben jeweils eine spezifische Folienextrusionsanlage besser für die Produktion geeignet sein als eine andere. Mit anderen Worten kann auf genau dieser einen spezifischen Folienextrusionsanlage die Produktion die optimierten Vorteile in besonders positiver Weise erreichen. Mit anderen Worten kann das Optimierungsverfahren zusätzlich die Produktionsplanung unterstützen oder sogar zusätzlich durchführen. Dies ist insbesondere dann mit Vorteilen einsetzbar, wenn für spezifische Folienextrusionsanlagen spezifische Produktionsmodelle für die Simulationen nach der Optimierung eingesetzt werden.

Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Optimierung wenigstens ein Eingangsparameter in Form eines neuen Rohstoffparameters verwendet wird. Wird beispielsweise in einer bestehenden Folienextrusionsanlage zum ersten Mal ein neuer Rohstoff eingesetzt, so kann dieser neue Rohstoff nur mithilfe des Optimierungsverfahrens in bereits bestehende Rezepturen eingebaut und auf Optimierungspotenzial überprüft werden. Ausgehend von diesem Rohstoff kann also mit einem erfindungsgemäßen Optimierungsverfahren sozusagen eine neue Rezeptur und damit auch neue Folienprodukteigenschaften designt und optimiert werden. Insbesondere gilt dies in Kombination mit entsprechenden Parametern für diesen neuen Rohstoff.

Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Optimierung wenigstens ein Ausgangsparameter in Form eines neuen Folienparameters verwendet wird. Hier kann also von einem Design eines neuen Folienproduktes ausgehend von einer Folieneigenschaft gesprochen werden. Insbesondere kann dies kombiniert werden mit einem neuen Rohstoffparameter gemäß dem voranstehenden Absatz.

Ausgehend davon kann also eine neue Produktidee, zum Beispiel eine neue Barriereeigenschaft oder Ähnliches über das Optimierungsverfahren in automatischer Weise mit einer neuen Rezeptur versehen werden.

Weitere Vorteile werden erzielt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eine mehrfache Optimierung, insbesondere mit unterschiedlichen Priorisierungen durchgeführt wird, mit einer anschließenden Bewertung der Optimierungsergebnisse. Somit ist es möglich, die unterschiedlichen Optimierungen anschließend hinsichtlich ihrer Optimierungsergebnisse zu vergleichen. Auch kann ein Vergleich der Ergebnisse mit bereits bekannten und bereits produzierten Folienprodukten, also entsprechenden historischen Daten erfolgen. Auch die Bewertung neuer Folienprodukte im Vergleich zu bekannten Folienprodukten ist auf diese Weise möglich. In Summe ist auf diese Weise eine automatische oder sogar mehrfach simulierte Produktion bzw. Prädiktion, insbesondere in beiden Richtungen, also ausgehend vom Rohstoff und/oder ausgehend vom Folienprodukt im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung des Programms auf einem Computer diesen dazu veranlassen, die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

Figur 1 eine Ausführungsform einer Folienextrusionsanlage,

Figur 2 eine weitere Ausführungsform einer Folienextrusionsanlage,

Figur 3 eine Ausführungsform der Nutzung des Produktionsmodells,

Figur 4 eine weitere Nutzung eines Produktionsmodells,

Figur 5 eine Darstellung eines Optimierungsziels und

Figur 6 eine Darstellung einer Veränderungsgrenze.

Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine Möglichkeit von Folienextrusionsanlagen 10. So ist in der Figur 1 eine Folienextrusionsanlage 10 in Form einer Flachfolienextrusionsanlage dargestellt, welche hier schematisch zwei Extruder 20 aufweist. Diese zwei Extruder 20 stellen die entsprechende Schmelze einer flachförmigen Düse 30 zur Verfügung, über welche eine Folienbahn 40 ausgebracht und auf einer Kühlwalze abgekühlt wird. Abschließend wird diese Folienbahn 40 auf einer Wickelrolle 50 aufgewickelt. Figur 2 zeigt im Unterschied dazu eine Blasfolienvorrichtung als Folienextrusionsanlage 10, die auch hier zwei Extruder 20 aufweist. Das Extrusionsmaterial wird aufgeschmolzen und einer Düse 30 in Ringform zugeführt, sodass eine Blase als Folienbahn 40 aufgeblasen werden kann. Die flachgelegte Folienbahn 40 wird umgelenkt und ebenfalls wieder auf einer Wickelrolle 50 aufgewickelt.

Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch, wie bei einem Produktionsmodell nun Eingangsparameter EP mit Ausgangsparametern AP verknüpft sind. Das Produktionsmodell PM kann zum Beispiel eine künstliche Intelligenz, ein empirisches Simulationsmodell und/oder ein algorithmisches Simulationsmodell aufweisen. Insbesondere ist das Produktionsmodell PM bidirektional sogar Multidirektion ausgebildet, sodass die Verknüpfung gemäß Figur 3 von links nach rechts oder gemäß Figur 4 von rechts nach links oder auch in kombinierter Weise für unterschiedliche Richtungen der Modellparameter MP vorgesehen sein kann.

Um nun eine Optimierung bei der Produktion auf einer Folienextrusionsanlage 10 durchführen zu können, wird die Optimierung unter Vorgabe wenigstens eines zu optimierenden und damit priorisierenden Modellparameters MP durchgeführt. Nach Auswahl der Priorisierung des Modellparameters MP werden nicht priorisierte Modellparameter MP solange verändert, bis der priorisierte Modellparameter MP sich in eine gewünschte Richtung oder in ein gewünschtes Ziel bewegt hat.

Die Figur 5 zeigt ein Kriterium für eine solche Optimierung. Über mehrere Optimierungsläufe hinweg soll ein Modellparameter MP von einem Ausgangspunkt hin entlang einer Optimierungsrichtung OR optimiert werden. Die Optimierungsrichtung in der Figur 5 zeigt an, dass die Daten des Modellparameters MP ansteigen sollen. Die Optimierungsrichtung OR kann zusätzlich oder alternativ auch von einem Optimierungsziel OZ vorgegeben werden, welches in der Lage ist die Grenze zur Verfügung zu stellen, welche der Modellparameter MP entlang der Optimierungsrichtung OR überschreiten soll. Hier ist auch schon in Figur 5 das Optimierungsergebnis OE dargestellt, welches oberhalb des Optimierungsziels OZ liegt. Dabei kann das Überschreiten des Optimierungsziels OZ auch als Abbruchkriterium definiert werden, um die Optimierung entsprechend zu beenden. Figur 6 kann zusätzlich oder alternativ zur Optimierung eingesetzt werden und bezieht sich auf Modellparameter MP, die nicht priorisiert und damit verändert werden. Dabei soll auch die Veränderung zum Beispiel mit einer Veränderungsrichtung VR versehen werden, wobei hier der Modellparameter MP entlang einer Veränderungsrichtung VR ebenfalls ansteigen soll. Darüber hinaus ist hier ein Korridor vorgesehen, mit Veränderungsgrenzen VG, welche nicht über- und unterschritten werden sollen. Auch ist in der Figur 6 als Beispiel ein leicht angestiegener Mehrwert für den Modellparameter MP als Veränderungsergebnis VE dargestellt.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bez u aszei che n l iste

10 Folienextrusionsanlage

20 Extruder

30 Düse

40 Folienbahn

50 Wickelrolle

PM Produktionsmodell

MP Modellparameter

EP Eingangsparameter

EL Eingangsliste

AP Ausgangsparameter

AL Ausgangsliste

OZ Optimierungsziel

OR Optimierungsrichtung

OE Optimierungsergebnis

VG Veränderungsgrenze

VR Veränderungsrichtung

VE Veränderungsergebnis