專利名稱：工業(yè)生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)各種類型的產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備。產(chǎn)品可以是日常生活中的消費(fèi)品，以及工業(yè)4匕生產(chǎn)的食口口 。
背景技術(shù)：
在技術(shù)化地實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)方法時(shí)，了解在時(shí)間上的負(fù)載曲線是 必要的。在此，利用定義"在時(shí)間上的荷載變化"不僅僅描述對(duì)于 生產(chǎn)來說必需的能量的時(shí)間上的變化而且還總地描述了包括能量 在內(nèi)的對(duì)于生產(chǎn)來說必需的生產(chǎn)資料的數(shù)量的時(shí)間上的變化。生產(chǎn) 資料可以例如是諸如像生產(chǎn)部件、附件或者諸如像螺栓或者螺母的 小部件的消耗品。但是，生產(chǎn)資料也可以是對(duì)于生產(chǎn)來說必需的技 術(shù)氣體。生產(chǎn)方法的時(shí)間上的荷載變化基本上通過生產(chǎn)計(jì)劃以及通過 環(huán)境條件來預(yù)先確定。生產(chǎn)計(jì)劃描述了在哪些時(shí)間應(yīng)該生產(chǎn)多大數(shù) 量的產(chǎn)品并因此包括被計(jì)劃的生產(chǎn)參數(shù)。環(huán)境條件包括諸如像外部 或者內(nèi)部溫度、氣壓、空氣濕度、沉積物(Niederschlag)或者陽光 輻射。這樣的環(huán)境或者周圍參數(shù)對(duì)生產(chǎn)方法具有影響并且必須考慮 改變生產(chǎn)方法。因此，為了準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)時(shí)間上的荷載變化必須考慮 計(jì)劃的生產(chǎn)參數(shù)和期望的環(huán)境參數(shù)，以可以按時(shí)和有利地提供對(duì)于 生產(chǎn)方法所必需的能量或者必需的生產(chǎn)資料。為了產(chǎn)生用于工業(yè)生產(chǎn)方法的時(shí)間上的荷載變化并進(jìn)而用于 控制能量或者生產(chǎn)資料供應(yīng)的預(yù)測(cè)而公開了 一系列的方法，這些方 法以昂貴的方式和方法產(chǎn)生生產(chǎn)方法的模型。為了產(chǎn)生和維護(hù)這種 類型的以模型為基礎(chǔ)的方法而非常不利地需要高的費(fèi)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種工業(yè)生產(chǎn)方法，其中，為了提供必要 的能量和/或生產(chǎn)資料，利用盡可能筒單的裝置以對(duì)于使用者來說清發(fā)明的目的還在于才是供一種用于才丸行該生產(chǎn)方法的相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備。首先提到的目的根據(jù)本發(fā)明通過一種工業(yè)生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)，其 中，為了提供必需的生產(chǎn)資料和/或能量，基于期望的環(huán)境參數(shù)和計(jì)沐恭曰叨;|^了_ '/則『間a) 由具有多個(gè)MJ'J (Ro、 Rp ...Rn)的N個(gè)環(huán)境參數(shù)和產(chǎn)品 參數(shù)中提供多個(gè)參數(shù)組(Po、 Pl、 ...pn),并以多個(gè)規(guī)則(Ro、 R!、... Rn)分別被指派給多個(gè)負(fù)載曲線(y(t)0、 y(t),、…y(t)n),，b) 由所期望的環(huán)境參數(shù)和計(jì)劃的生產(chǎn)參數(shù)中確定期望的參數(shù) 組(z )，c) 選4奪最接近所述期望的參lt組(z)的N+1個(gè)參^t組(po、Pl、…Pn)，d) 形成具有N個(gè)基本向量(ko、 k!、…kn)的向量空間，為此，根據(jù)ki=Pi - pw將來自參數(shù)組(po、 Pl 、 ... Pn )的基本向量(k。、 k！ 、 ...kn )確定為邊纟彖向量，e )確定權(quán)數(shù)Xi作為參數(shù)組pi在向量空間中相關(guān)于基本向量ki 的因子，f) ^r查是否^皮期望的參凄t組z由N+l個(gè)4兆選出的參凄丈組(po、 Pl、 ...Pn)包圍，其中，在肯定的結(jié)果時(shí)繼續(xù)步驟g)，而在否定的 結(jié)果時(shí)重復(fù)步驟c )至e )，通過一個(gè)4交遠(yuǎn)的參lt組來替換N+l個(gè)選 擇的參數(shù)組(po、 Pl、…pn)中一個(gè)，以及g) 通過一個(gè)利用權(quán)數(shù)Xi加權(quán)的線性內(nèi)插法確定隨著持續(xù)時(shí)間 以及隨著通過MJ!'J指派給N+1個(gè)參數(shù)組(p。、 Pp…Pn)的負(fù)載曲 線(y(t)o、 y(t)〗、…y(t)N)變化而變化的荷載變化y(t)預(yù)測(cè)。在此，在第一步驟中，本發(fā)明基于這樣的考慮，即以模型為基 礎(chǔ)的預(yù)測(cè)方法以不可想像的方式和方法通過與清晰的數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi) 在的不容易理解的關(guān)系來為使用者產(chǎn)生預(yù)測(cè)。例如當(dāng)時(shí)間上的荷載 變化通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生時(shí)適用于這種情況。包括生產(chǎn)方法的模型的 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)以及在各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)元素之間變化的關(guān)系既不是易于4妄 近的也不是容易理解的。因?yàn)轭A(yù)測(cè)方法以生產(chǎn)方法的才莫型為基礎(chǔ)， 所以其維護(hù)和其對(duì)變化的生產(chǎn)條件的匹配都需要高的費(fèi)用。在第二步驟中，本發(fā)明基于這樣的考慮，即考慮到通過多個(gè)規(guī) 則分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)已知的或者測(cè)得的負(fù)載曲線(y(t)o、 y(t),、…y(t)n) 的來自環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)的存在的參數(shù)組(Po、 p" ...pn),可以 通過在空間內(nèi)部的相應(yīng)的內(nèi)插(Interpolation)來測(cè)定用于期望的參 數(shù)組的時(shí)間上的荷載變化的預(yù)測(cè)，其中，該空間由已知的參數(shù)組(po、 Pl、 ...pn)構(gòu)成。負(fù)載曲線指明了負(fù)載隨著時(shí)間的變化并且在此是 用于一個(gè)已知的荷載變化，有別于被預(yù)測(cè)的參數(shù)組z的荷載變化。通過這種方式，由計(jì)劃的生產(chǎn)參數(shù)和期望的環(huán)境參數(shù)來定義的 凈皮期望的參凄t組z與參凄t組(po、 p,、 ... pj耳關(guān)系起來，相對(duì)于參 數(shù)組，用于指派時(shí)間負(fù)載曲線(y(tV y(t),、…y(t)n)的規(guī)則(R0、 Rp ...Rn)已經(jīng)祐j丸4亍。如此一來，可以4是供用于生產(chǎn)方法的時(shí)間 的荷載變化的預(yù)測(cè)，這個(gè)預(yù)測(cè)僅4又基于使用者所信任的信息。這是因?yàn)樵紖t是用于確定的預(yù)先i殳定的環(huán)境和生產(chǎn)參^:的已知的 負(fù)載曲線。為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)插(Interpolation )，形成了關(guān)于已知參數(shù)組的邊緣 向量ki，其作為基礎(chǔ)向量構(gòu)成了一個(gè)向量空間。通過用向量空間的 基礎(chǔ)向量對(duì)一皮期望的參^t組z的描述可以確定已知負(fù)載曲線的權(quán)凄t Xi并關(guān)于參數(shù)組z預(yù)測(cè)時(shí)間上的荷載變化相應(yīng)地加一又并線性內(nèi)插。 用于內(nèi)插的已知參數(shù)組(p。、 Pl、 ... pn)的數(shù)量限制為比參數(shù)的數(shù) 量N增力口 1，從而使參數(shù)組z在參數(shù)的N維空間中可以被N+ 1個(gè) 參數(shù)組包圍。然后最靠近參數(shù)組z的N + 1個(gè)已知參數(shù)組(po、p!、... pN )被考慮用于時(shí)間上的荷載變化的預(yù)測(cè)的線性內(nèi)插。用于線性內(nèi)4翁的N+1個(gè)已知的參凄tia (po、... pN) —方 面必須包圍參數(shù)組z,另一方面相對(duì)于較遠(yuǎn)的已知參數(shù)組(po、p!、... pn)最接近參數(shù)組z。因?yàn)樨?fù)載曲線;故描述為在時(shí)間上承擔(dān) (aufgetragen )負(fù)載的值，關(guān)于時(shí)間延續(xù)和時(shí)間的荷載變化，都要 考慮到線性內(nèi)插。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，在挑選關(guān)系重大的已知參數(shù)組(po、 p,、 ...pn) 之后，在開始運(yùn)作時(shí)只需要小的參數(shù)化消耗。尤其是不需要把生產(chǎn) 方法才莫型化。已知參數(shù)組(p。、p,、 ... pn)和用于指派負(fù)載曲線(y(t)o、y(t)i、…y(t)n)的頭見則(Ro、 R、…Rn)的最才艮本的知識(shí)基礎(chǔ)^U又 包括測(cè)得的曲線以及來自使用者計(jì)劃的參數(shù)組。區(qū)別于使用神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)時(shí)的加權(quán)參數(shù)，所有這些數(shù)據(jù)都是使用者信任且可以理解的。此外，大多數(shù)常用的方法是基于以下假設(shè)設(shè)計(jì)出的，即負(fù)載曲 線的基本形式大致已知地預(yù)先確定并且只在預(yù)先確定的參數(shù)的基 礎(chǔ)上變化。此外經(jīng)常還必須預(yù)i殳，存在一個(gè)時(shí)間上固定的節(jié)奏，比 如日節(jié)奏或周節(jié)奏。但本發(fā)明描述的方法完全沒有這樣的前提條 件。被預(yù)測(cè)的時(shí)間上的荷載變化得出于一個(gè)，尤其是一個(gè)已知的負(fù)載曲線的逐點(diǎn)式線性內(nèi)插，這個(gè)已知的負(fù)載曲線已經(jīng)從參數(shù)空間中 的特定的參數(shù)組的環(huán)境和生產(chǎn)參數(shù)中記錄下來。這樣對(duì)使用者來i兌 尤其是產(chǎn)生預(yù)測(cè)的時(shí)間上的荷載變化也是容易理解的。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利要求體現(xiàn)。尤其要強(qiáng)調(diào)的是，權(quán)數(shù)Xi有利地通過解出等式1而找出來，其 中，附加地為了確定包圍被期望的參數(shù)組Z的標(biāo)準(zhǔn)而提出這樣的條件，^又凄t d小于1,并以增加i單調(diào)下降且大于O。如果在N個(gè)參 數(shù)中首先選出了最接近參數(shù)組z的N+l個(gè)參數(shù)組(po、 Pl、…Pn), 并且通過所述的才企-驗(yàn)表明，選出的參數(shù)組(po、 p!、 ...pN)沒有包 圍參數(shù)組z，那么選出的參數(shù)組中的一個(gè)，比如PN將由另一個(gè)參數(shù) 組替換，這種挑選方法一直重復(fù)，直到所有的權(quán)數(shù)Xi都小于1，單 調(diào)下降且大于0。 一個(gè)可能的4兆選方法力口下1 )規(guī)則基礎(chǔ)(Regelbasis )的所有參數(shù)組根據(jù)它們到參數(shù) 組z的歐幾里德距離被分類。2)數(shù)字0到N用于索引i0到iN從而從分好類的整個(gè)參 數(shù)組中進(jìn)行第 一批N + 1個(gè)參數(shù)組的選擇(pio、... piN )。3 )檢驗(yàn)參數(shù)組(pio、…piN )是否包圍參數(shù)組z。4)如果包圍，則執(zhí)行線性內(nèi)插。如果沒有包圍，確定最 小的索引i，并對(duì)其進(jìn)行接下來的應(yīng)用pi存在于選出的集合參數(shù)組(pio、 ...piN)中，但是PjM不是。此外，在選出的參數(shù)組(pio、 ...piN)之內(nèi)，從參數(shù)組pi的范 圍
中確定索引j。5) 如果i+1大于總共存在的參數(shù)組的數(shù)目，那么不可能 從存在的參數(shù)組中選出N+1以包圍參數(shù)組z，例如， 這是因?yàn)閦位于所有目前出現(xiàn)的參數(shù)組之外。在這種 情況下，例如通過專家4言息(Expertenauskunft)或者 測(cè)量來確定屬于z的荷載變〗匕并記錄在A見則基礎(chǔ)中。 預(yù)測(cè)是不可能的。如果i + 1小于存在的參lt組的總數(shù)， 那么在N+1個(gè)選出來的參凄史組的集合中，位于來自 [O...N]的位置j的參數(shù)組pi被參數(shù)組piM替換。如果j 大于0,那么此外第一個(gè)j選出的參^:組也#:參數(shù)組 (Po、 Pl、 ... Pj-!)替換。挑選N+1參數(shù)組被這樣修 改后，返回步艱《3。這個(gè)選出N+ 1個(gè)參凄t組作為線性內(nèi)插基礎(chǔ)的示例性的方法， 確保了通過選出的參婆t組所構(gòu)建的N維空間最小且因此保證了最 大的內(nèi)插精確度。如果找出了包園z的n+i個(gè)參數(shù)組，被找出的權(quán)數(shù);u用于所述線性內(nèi)插。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，參數(shù)組(po、 p!、 ... pn)到被期望 的參凄欠組z的距離通過計(jì)算N維空間中的歐幾里德距離來確定。在一個(gè)特別優(yōu)選的本發(fā)明的實(shí)施例中，該方法以自學(xué)習(xí)的方式 被實(shí)施，其中自學(xué)習(xí)是這樣發(fā)生的， 一個(gè)測(cè)得的實(shí)際的荷載變化ym (t)被設(shè)計(jì)為參數(shù)組z的學(xué)習(xí)規(guī)則(Lernregel),且為同一個(gè)參數(shù) 組z確定了預(yù)測(cè)的荷載變化y (t),所述預(yù)測(cè)的荷載變化y (t)與 測(cè)得的荷載變化ym (t)比較，如果低于一個(gè)確定的相似度，那么 學(xué)習(xí)*見則#皮4妻受用于參凄t組在z。由于這個(gè)實(shí)施例，在實(shí)施用于確定時(shí)間上的荷栽變化預(yù)測(cè)的方 法時(shí)，不必傳輸已知的參數(shù)組(pG、 Pl、…Pn)。如果傳輸給系統(tǒng)一 個(gè),皮期望的參數(shù)組Z,那么它首先會(huì)由于缺少具有^皮指派的夫見則的 參數(shù)組(p。、 Pl、 ... pn)而不能做出預(yù)測(cè)。通過測(cè)量參數(shù)組Z實(shí)際 上發(fā)生的負(fù)載曲線，其與不存在的預(yù)測(cè)相比較并且-由于不同-， 它灃皮作為已知的參凄t組，例如具有指派規(guī)則R！的P!。通過這種方 式，知識(shí)基礎(chǔ)自動(dòng)i也補(bǔ)充，/人而在可預(yù)見的時(shí)間內(nèi)可以發(fā)出一個(gè)合 理的預(yù)測(cè)。這個(gè)實(shí)施例只要求出現(xiàn)的負(fù)載曲線以來自生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)和/或消庫(kù)毛測(cè)量點(diǎn)(Verbrauchsmessstelle )的數(shù)據(jù)的形式^皮^是供。乂人 這些凄t據(jù)可以自動(dòng)地確定具有^L則(Ro、 Ri、 ... Rn)的參數(shù)組(po、Pl、…Pn)。本發(fā)明的第二個(gè)目的通過一種生產(chǎn)設(shè)備這樣地實(shí)現(xiàn)，即設(shè)計(jì)一 種用于確定和輸出才艮據(jù)前述任 一 個(gè)權(quán)利要求所述的#皮預(yù)測(cè)的荷載 變化的預(yù)測(cè)模型。該預(yù)測(cè)模型可以例如是控制單元、計(jì)算機(jī)或者微 型芯片。所述預(yù)測(cè)模型以有利的方式與生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)和消耗測(cè)量點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)。通過這種方式，預(yù)測(cè)才莫塊可以以自學(xué)習(xí)的方式了解具有^L則 (Ro、 R!、…Rn)的參數(shù)組(po、 Pl、 ...pn)。


通過附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明的實(shí)施例。圖中示出圖1是在二維參凄t空間中已知的參凄t組p以及凈皮期望的參凄t組z，圖2是在二維參數(shù)空間中確定邊緣向量k，圖3是在三維空間中規(guī)則R以及負(fù)載值y (t)在一個(gè)確定時(shí) 間點(diǎn)t與已知參凄史組p的對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖4以示意性框圖示出用以預(yù)測(cè)時(shí)間y (t)的荷載變化的已知 負(fù)載曲線y。 (t)的線性內(nèi)插，圖5以示意性框圖示出用于確定時(shí)間上的荷載變化的具有預(yù) 測(cè)模型的生產(chǎn)設(shè)備。
具體實(shí)施方式
圖1借助坐標(biāo)系以圖形的方式來展示了 一個(gè)二維參數(shù)空間來闡 明生產(chǎn)方法。在此，環(huán)境參數(shù)2，例如，外界溫度，沿x軸示出， 和生產(chǎn)參數(shù)4，例如將要生產(chǎn)的量，沿y軸示出。此外，在坐標(biāo)系中還示出了五個(gè)已知的參數(shù)組po到p4。這些參數(shù)組中的每一個(gè)都相 應(yīng)清楚地包括一個(gè)環(huán)境參數(shù)2和一個(gè)生產(chǎn)參凄t 4。對(duì)總共這五個(gè)參 凄t組中的每一個(gè)來說，已知一個(gè)測(cè)得的負(fù)載曲線。所述負(fù)載曲線具 體確定了經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間所需的能量必須提供給生產(chǎn)方法。此外，根據(jù)圖1,在坐標(biāo)系中還加入了被期望的參數(shù)組z， 一 個(gè)時(shí)間上的荷載變化的預(yù)測(cè)為它而傳遞。所述被期望的參數(shù)組z包 括來自于生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)劃生產(chǎn)產(chǎn)品的量以及對(duì)在生產(chǎn)的時(shí)間,A被 期望的環(huán)境參數(shù)2的預(yù)報(bào)。f貞'/則白勺f貞光石用疋白勺夸凌欠纟且z 相關(guān)的失見則纟皮理解為尋找N維空間中具有身見則的已經(jīng)已知的參凝: 組的最小H目，這些參lt組形成了 一個(gè)包圍參lt組z的立體 (Koerper)。 ^艮明顯;也，在一個(gè)N維向量空間中構(gòu)成這才羊一個(gè)立體 的參數(shù)組的最小數(shù)目總是等于N + 1 ?？梢灾?，；故期望的參^:組z位于包圍它的已知參數(shù)組po到 p2之間。為了清楚地呈現(xiàn)這 一 點(diǎn)，畫入了立體包圍面5 (Koerperhuellkurve )。從示出的例子不乂,看出，已^口參凄史纟且p0到 P2是總共5個(gè)參數(shù)組中最接近的三個(gè)。可以看出，示出的參數(shù)組po 到p2就是以最接近和緊密的方式符合條件的N+l參數(shù)組。在這種 情況下，歐幾里德距離凈皮用于考慮距離。為了找出用于被期望的參數(shù)組z的規(guī)則必須確定一個(gè)加權(quán)，根 據(jù)這個(gè)加權(quán)疊加已知的負(fù)載曲線。為此，具有規(guī)則的已知的參數(shù)組 po到pn以及被期望的參數(shù)組z的狀況(Konstellation )被理解為一 個(gè)結(jié)構(gòu)問題，其中參^:組z必須由一個(gè)由開始》見則予貞先確定的開始 參數(shù)組以及一個(gè)包圍的立體的向量的描述來構(gòu)建。這類結(jié)構(gòu)問題的 解決為相關(guān)的規(guī)則提供N加權(quán)。這些在圖2中闡明。圖2中再次示出了圖1中的二維參凄史空間。人_們可以看到沿x 軸示出的環(huán)境參數(shù)2以及沿y軸示出的生產(chǎn)參數(shù)4。在此僅僅描繪 了根據(jù)圖1最接近參數(shù)組z并且作為一個(gè)立體包圍參數(shù)組z的N+l 參凄丈組p。到p2。為了解決上述的結(jié)構(gòu)問題，在此4巴邊緣向量(&,...， & ) , A產(chǎn)/VAw，考慮為N維向量空間的基礎(chǔ)。最接近參數(shù)組z的參數(shù)組Po:故用作開始點(diǎn)。權(quán)數(shù)Xi通過解出Z = P。 + g A,'、來確定。 其中要檢查是否參數(shù)組Z位于由已知參數(shù)組po到Pn構(gòu)建的區(qū)域內(nèi)吾卩或其邊纟彖。^口果、《1且義,s;L,—,v/e [2; n]且^X),也才無是"i兌，如果沒有權(quán)數(shù)Xi大于l,且權(quán)數(shù)以依次增大的i單調(diào)下降，這個(gè)等 式成立。如果這個(gè)條件得到滿足，那么參數(shù)組z位于選出的參數(shù)組PO到Pn的區(qū)域內(nèi)部，乂人而選出了一個(gè)適用于構(gòu)建時(shí)間上的荷載變化的預(yù)測(cè)的^見則。如果這個(gè)條件沒有得到滿足，則選出新的參數(shù)組。最接近的參數(shù)組po總是包括在其中。在圖2中可以看到二維參凄t空間中的兩個(gè)邊鄉(xiāng)彖向量ld和k2。邊 緣向量ki將參數(shù)組p。與參數(shù)組p連接。第二個(gè)邊緣向量k2將參數(shù) 組p！與參lt組p2連4姿。在以邊纟彖向量ki和k2作為基礎(chǔ)向量構(gòu)建的 向量空間7中，參數(shù)組z被描述為、.ki +X2 k2。因此由指派給 參ft組p,和P2的負(fù)載曲線yi (t)和y2 (t)可以纟尋4口用于確定時(shí)間 的荷載變化的預(yù)測(cè)的參數(shù)組p,和P2的已知的規(guī)則的權(quán)數(shù)、和人2。在圖3中說明了負(fù)載曲線yn (t)與參數(shù)組pn的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其 中以示意圖的方式描述了一個(gè)三維空間中指派給參數(shù)組pn的負(fù)載曲線yn(t),例如通過在確定時(shí)間點(diǎn)t的負(fù)載<直。例如， 一個(gè)已知的負(fù)載曲線yo (t)按照規(guī)則Ro指派給參數(shù)組po。同樣適用于參數(shù) 組P2，按照規(guī)則R2指派給其相應(yīng)的負(fù)載曲線y2 (t)。問題僅在于，組z的負(fù)載曲線。這一點(diǎn)在圖4中進(jìn)一步闡明。負(fù)載曲線yi (t)到y(tǒng)2 (t)按照規(guī)則Ro到R2指派給選出的參 數(shù)組po到p2，根據(jù)選出的參數(shù)組po到p2，參數(shù)組z的時(shí)間上的荷 載變化的預(yù)測(cè)通過線性內(nèi)插來確定。為"i兌明這個(gè)過^f呈，在圖4中負(fù) 載曲線yo(t), yi (t)到y(tǒng)2 (t)以圖示的形式被描述為第一，二以 及三負(fù)載曲線10, 11以及12。相對(duì)于第一負(fù)載曲線IO描述了一個(gè) 正向的三角形的變化，負(fù)載曲線11包4舌了一個(gè)四邊形的變化。第 三負(fù)載曲線12再次描述了一個(gè)在盡頭有一個(gè)三角形下陷的直線形 變化。為了理解這個(gè)過程，關(guān)于參數(shù)組z的時(shí)間上的荷載變化的線 性內(nèi)插在此被分為一個(gè)沿著第一邊緣向量k,的內(nèi)插以及一個(gè)沿著 邊纟彖向量k2第二內(nèi)插。在此，從最^妄近的參^t組po開始， 一個(gè)在相應(yīng)于y。 (t)的第 一負(fù)載曲線10和相應(yīng)于y, (t)的第二負(fù)載曲線之間的線性內(nèi)插借 助第一權(quán)數(shù)人,產(chǎn)生。權(quán)數(shù)A i幾乎可以被理解為到參數(shù)組pi方向上 的路程。沿著這段路程，時(shí)間延續(xù)線性地從第一負(fù)載曲線10的延續(xù)do變化到第二負(fù)載曲線11的延續(xù)山。相應(yīng)地，荷載變化16的第一內(nèi)插的時(shí)間延續(xù)就是示出的線14之間通過入t具體體現(xiàn)的距離，線14分別連接第一負(fù)載曲線IO和第二負(fù)載曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)。此 外，曲線變化一皮線性內(nèi)插從而導(dǎo)致第一負(fù)載曲線10與第二負(fù)栽曲 線ll越來越近似，其中的三角狀的升起因此逐漸平緩，與之相反，第二負(fù)載曲線11中隨后出現(xiàn)越來越多的矩形。相應(yīng);l也，如圖所示，得到 一個(gè)具有被線性內(nèi)插的時(shí)間延續(xù)和一個(gè)被線性內(nèi)插的曲線變4匕的荷載變化16的第一內(nèi)4翁。在下一步中，考慮到了權(quán)數(shù)入2，其描述了第三負(fù)載曲線12在時(shí)間的荷載變化的預(yù)測(cè)中所占的比例?？紤]到相應(yīng)于y2 (t)的第三 負(fù)載曲線12的時(shí)間延續(xù)d2以及其隨時(shí)間的變^b，通過相應(yīng)的線性 內(nèi)插，最終得到具有畫出的時(shí)間延續(xù)d的時(shí)間的荷載變化的預(yù)測(cè)17 。 時(shí)間的荷載變化包括三個(gè)負(fù)載曲線10， 11和12的所有元素，其在 計(jì)算中#皮進(jìn)4亍不同的加卄又。時(shí)間的荷載變^f匕的預(yù)測(cè)的時(shí)間延續(xù)d來自于具有^L則(Ro， Ri，...Rn)的參數(shù)組(Pc，Pi,...Pn)的時(shí)間延續(xù)(dc,di..，dn)，數(shù)學(xué)上，它們由等式^ = ^ + ^>,,(《-d)算出。預(yù)測(cè)的時(shí)間的荷載變化y (t)從規(guī)則 (R。，Ri…Rn)的負(fù)載曲線(yo，yi,…,yn)中這樣得出，對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，適用J^)::^0(r。)+i;義,如,(0— A—A,—,》，其中，r, ="J'《。所述方法通過一個(gè)學(xué)習(xí)階4殳來補(bǔ)充，在這個(gè)學(xué)習(xí)階4殳中，由一個(gè)參凄t組(P。， Pi... PJ和相關(guān)的測(cè)得的負(fù)載曲線yM(t)組成的每一對(duì)都 -故傳遞到基本系統(tǒng)。在這個(gè)方法中，每一對(duì)都經(jīng)過這樣的學(xué)習(xí)算法 (Lernalgorithmus ):1. 根據(jù)上述方法為參數(shù)組產(chǎn)生一個(gè)預(yù)測(cè)的負(fù)載曲線yP(t)。2. 確定測(cè)得的和預(yù)測(cè)的負(fù)載曲線之間的相似度。為此必須運(yùn) 用曲線間相似度測(cè)量。相似度測(cè)量觀測(cè)兩個(gè)曲線延續(xù)之間 的區(qū)別以及在一個(gè)共同的延續(xù)中曲線變化的相似度。相似度測(cè)量由以下的lt學(xué)A見則來定義a. 共同的延續(xù)為J-min (^, t/M)。為比較曲線的變化，建 立具有m個(gè)取樣點(diǎn)的時(shí)間取樣圖案。對(duì)取樣時(shí)間點(diǎn)，"=々'(成立。在實(shí)踐中，曲線通常通過取才羊的單個(gè)測(cè) 量得到，且圖案來自于測(cè)量設(shè)備。b， 在 一 個(gè)預(yù)先確定的容忍誤差e內(nèi)，即如果存在<formula>formula see original document page 16</formula>,兩個(gè)取才羊點(diǎn)少m(")和；^ (^)4皮i/v為是相同的。c. 對(duì)所有取樣點(diǎn)作這樣的比較。凄丈出不在容忍誤差內(nèi)的點(diǎn)的 數(shù)目《。曲線變化的相似度是 =^^。d. 曲線的時(shí)間上的相似度是一 =——〉/ /、。max , c 尸Je. 曲纟戔才目々乂度為^= .訂。3. 如果相似度小于一個(gè)可指定的臨界值(比如5% )，那么 提供的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄被補(bǔ)充地包括在知識(shí)基礎(chǔ)之內(nèi)。反 之，不再繼續(xù)學(xué)習(xí)過程。如果參數(shù)空間的 一個(gè)區(qū)域被測(cè)量密集的覆蓋時(shí)，所述方法以及 所述基本系統(tǒng)分別停止學(xué)習(xí)。那么時(shí)間的荷載變化的預(yù)測(cè)將不再足 夠i也偏離觀'W尋的荷載變4匕。所述系統(tǒng)確定確切的預(yù)觀'J 。圖5僅僅示意性地描述了用于實(shí)施一種生產(chǎn)方法的生產(chǎn)設(shè)備20。生產(chǎn)設(shè)備20包括用于控制生產(chǎn)方法的中央處理單元22。通過 傳送帶24和加熱池25示意性的描述了生產(chǎn)方法。所述中央處理單 元22包才舌一個(gè)第一控制單元27以及一個(gè)第二控制單元28用于控 弗'M專送帶24和力口^W也25。所述中央處理單元22還包括一個(gè)預(yù)測(cè)模塊30,其通過一個(gè)被 連4妄的顯示單元3 2來向使用者輸出對(duì)生產(chǎn)過程中時(shí)間變化的預(yù)測(cè)， 乂人而及時(shí)i也購(gòu)置能源或生產(chǎn)資沖+，比如消肆€品。為了確定這個(gè)預(yù)測(cè)， 預(yù)測(cè)才莫塊30通過第一連4妄導(dǎo)線34與生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)36連接。通過 生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)36，預(yù)測(cè)才莫塊30自動(dòng)提出包^^計(jì)劃的生產(chǎn)參H和期 望的環(huán)境參^t的參數(shù)組37。預(yù)測(cè)才莫塊30還通過第二連接導(dǎo)線39與 測(cè)量點(diǎn)40連接，通過測(cè)量點(diǎn)40,預(yù)測(cè)模塊可以為了自學(xué)習(xí)以及為 了調(diào)準(zhǔn)自產(chǎn)生的預(yù)測(cè)而提出測(cè)得的負(fù)載曲線。數(shù)組37中產(chǎn)生預(yù)測(cè)。通過提出測(cè)得的負(fù)栽曲線，所述評(píng)價(jià)模塊30 可以自學(xué)習(xí)的改進(jìn)自己的知識(shí)基礎(chǔ)，/人而不斷4是供更確切的預(yù)測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)生產(chǎn)方法，其中，為了提供必需的生產(chǎn)資料和/或能量，基于所期望的環(huán)境參數(shù)和計(jì)劃的生產(chǎn)參數(shù)通過下列步驟來自動(dòng)地預(yù)測(cè)時(shí)間上的荷載變化a)由具有多個(gè)規(guī)則(R0、R1、...Rn)的N個(gè)所述環(huán)境參數(shù)和產(chǎn)品參數(shù)中提供多個(gè)參數(shù)組(p0、p1、...pn)，并以多個(gè)規(guī)則(R0、R1、...Rn)分別被指派給多個(gè)負(fù)載曲線(y(t)0、y(t)1、...y(t)n)，b)由所期望的所述環(huán)境參數(shù)和計(jì)劃的生產(chǎn)參數(shù)中確定所期望的參數(shù)組(z)，c)從最接近的所述期望的參數(shù)組(z)中選擇N+1個(gè)參數(shù)組(p0、p1、...pn)，d)形成具有N個(gè)基本向量(k0、k1、...kn)的向量空間，為此，根據(jù)ki＝pi-pi-1將來自所述參數(shù)組(p0、p1、...pn)的所述基本向量(k0、k1、...kn)確定為邊緣向量，e)確定權(quán)數(shù)λi作為參數(shù)組pi在向量空間中相關(guān)于基本向量ki的因子，f)檢查是否被期望的參數(shù)組z由N+1個(gè)挑選出的參數(shù)組(p0、p1、...pn)包圍，其中，在肯定的結(jié)果時(shí)繼續(xù)步驟g)，而在否定的結(jié)果時(shí)重復(fù)步驟c)至e)，通過一個(gè)較遠(yuǎn)的參數(shù)組來替換N+1個(gè)選擇的參數(shù)組(p0、p1、...pN)中一個(gè)，以及g)通過一個(gè)利用權(quán)數(shù)λi加權(quán)的線性內(nèi)插法確定隨著持續(xù)時(shí)間以及隨著通過規(guī)則指派給N+1個(gè)參數(shù)組(p0、p1、...pN)的負(fù)載曲線(y(t)0、y(t)1、...y(t)N)變化而變化的荷載變化y(t)預(yù)測(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，步驟e)中的權(quán)數(shù)Xi通過解出z = P。 + g人i,而得到，如果權(quán)數(shù)Xi中沒有大于 1并且權(quán)數(shù)單調(diào)遞減，那么步驟f)中的參數(shù)組(z)被認(rèn)為被參數(shù)組(po、 Pl、 ... pn)包圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其中，步驟c)中具有 頭見則的參數(shù)組到被期望的參數(shù)組(z)的各個(gè)歐幾里德距離4皮確定，并且參l丈組相應(yīng)于它們的#皮確定的歐幾里德-巨離乂人最4妾近的參數(shù)組(PQ)開始被分類。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)方法，其中，步驟a) 中具有頭見則(Ro、 R!、 ...Rn)的參H組(po、 p、…pn)通過 對(duì)來自 一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)和/或者一個(gè)消費(fèi)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理后產(chǎn)生。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其中，具有規(guī)則(Ro、R,、... Rn)的參^:組(po、 p!、 ...pn)以自學(xué)習(xí)的方式產(chǎn)生。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其中，所述自學(xué)習(xí)這樣發(fā)生， 一個(gè)測(cè)得的實(shí)際的負(fù)載變化(yM (t))被設(shè)計(jì)為參數(shù)組(z) 的學(xué)習(xí)規(guī)則，且才艮據(jù)步驟a)到g)為同一個(gè)參數(shù)組(z)確定 了預(yù)測(cè)的負(fù)載變化y (t),所述預(yù)測(cè)的負(fù)栽變化(y (t))與測(cè) 得的負(fù)載變化(yM (t))比較，如果低于一個(gè)確定的相似度， 那么學(xué)習(xí)規(guī)則^皮接受用于參數(shù)組(z)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其中，為確定相似度，對(duì)測(cè) 得的負(fù)載變化(yM (t))和預(yù)測(cè)的負(fù)載變化(y (t))按照預(yù) 先確定的耳又樣點(diǎn)凄t目(m)進(jìn)4于取樣，對(duì)每一個(gè)取樣點(diǎn)確定曲 線值的差異并數(shù)出差異值小于一個(gè)預(yù)先確定的最小差異的取樣點(diǎn)的數(shù)目；并且其中，附加地將測(cè)得的負(fù)載變化(yM (t)) 的時(shí)間延續(xù)與預(yù)測(cè)的負(fù)載變化(y (t))的時(shí)間延續(xù)之間的比 例納入考慮。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)方法，其中，在步驟g) 中，預(yù)測(cè)的負(fù)載變化(y (t))的時(shí)間延續(xù)(d)從最接近的參 數(shù)組(Po)的負(fù)載曲線(y (t) o)的時(shí)間延續(xù)(dQ)開始，通 過力口上乘以一又凄t入i的;f皮:t匕相鄰的選出的參凄丈纟且(p0、 Pl、 ... pn) 的負(fù)載曲線(y (t) o， y (t),，…y (t) n)的時(shí)間延續(xù)(d0， dP ...， dn)的差值而確定。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)方法，其中，在步驟g) 中，預(yù)測(cè)的負(fù)載變化(y (t))的變化這樣-故確定，對(duì)于一個(gè) 確定的時(shí)間點(diǎn)(t)，預(yù)測(cè)的負(fù)載變化(y (t))的值從最"l妄近 的參數(shù)組(Po)的負(fù)載曲線(y (t) g)開始，通過加上乘以權(quán) 數(shù)入i的彼此相鄰的選出的參數(shù)組(p0、 p,、 ... pn)的負(fù)載曲 線(y (t) 0, y (t) l5…y (O J的值的差值而確定，其中， 標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)間被用于確定各個(gè)值。
10. —種用于實(shí)施生產(chǎn)方法的生產(chǎn)設(shè)備，其中，設(shè)置了一個(gè)預(yù)測(cè)模 塊用于確定以及豐IT出4姿照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)預(yù)測(cè)的負(fù)載變化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的生產(chǎn)設(shè)備，其中，所述預(yù)測(cè)模塊與生 產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)以及消費(fèi)測(cè)量點(diǎn)連4妾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)各種類型的產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備。產(chǎn)品可以是日常生活中的消費(fèi)品，以及工業(yè)化生產(chǎn)的食品。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK101273371SQ200580051732
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者奧拉夫·烏爾里希, 諾貝特·普洛特 申請(qǐng)人:西門子公司