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MÉTHODE ET DISPOSITIF DE SUIVI DE LIGNE DE TRAITEMENT DE
PRODUITS
Domaine
La présente invention relève du domaine des lignes industrielles de traitement
de
produits à la chaîne, en particulier de produits à conditionner, et a pour
objet, d'une part,
une méthode de suivi d'une telle ligne, et, d'autre part, un dispositif
mettant en oeuvre
cette méthode.
Contexte
Une ligne de traitement peut se résumer de façon générale, dans le cadre de
cette
invention, en une pluralité de postes de traitement et une pluralité
d'accumulateurs. Les
accumulateurs sont placés entre les postes de traitement, et permettent bien
entendu
d'éviter que les arrêts d'un poste impactent d'autres postes.
Au sein d'une ligne de traitement, l'un des postes est naturellement le plus
lent, ou
le plus difficile à stopper ou à remettre en marche, etc. De façon générale,
dans toute
ligne de traitement, il existe au moins un poste dont il faut absolument
éviter l'arrêt ou
dont la cadence est telle qu'il ne pourrait pas être accéléré pour compenser
des
surproductions en amont ou des manques en aval. Les postes de la ligne de
traitement
doivent donc fonctionner de sorte à éviter de stopper un tel poste de
référence par
manque produit ou saturation de la sortie, mais aussi de sorte à éviter de
devoir en
accélérer la cadence. Le débit maximum de toute la ligne dépend d'un tel
poste.
Néanmoins, le fonctionnement d'une telle ligne de traitement est naturellement
confronté à des arrêts, prévus ou non, au niveau de l'un ou l'autre des
postes. Dans ces
cas, il est important de savoir quelle est la durée maximale de l'arrêt
envisageable avant
de perturber le fonctionnement de ce poste de référence, à savoir avant
d'arriver à une
situation qu'il devra compenser par un surrégime voire un arrêt, ce qui
impactera
directement le débit de la ligne.
Date Reçue/Date Received 2022-02-04
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Résumé
Pour tenter de pallier aux problèmes de l'art antérieur, l'invention propose
de
calculer et d'afficher, pour chaque poste de la ligne de traitement, par
rapport à un poste
de référence prédéfini et compte tenu, d'une part, des vitesses de traitement,
et, d'autre
part, de l'état des accumulateurs, la durée maximale d'un arrêt au-delà de
laquelle le
fonctionnement du poste de référence sera perturbé et, par conséquent, le
résultat de la
ligne.
L'invention a ainsi pour objet une méthode de suivi en temps réel d'une ligne
de
traitement comprenant une succession de postes de traitement de produits, tels
que des
postes de transfoimation ou de conditionnement, ainsi qu'une pluralité
d'accumulateurs
entre lesdits postes, ladite méthode comprenant surveiller en temps réel le
fonctionnement de la ligne de traitement, notamment les quantités traitées par
les
différents postes, voire aussi leurs arrêts, ainsi que rendre compte de ce
fonctionnement
sur un moyen d'affichage, préférentiellement en temps réel en cours de
fonctionnement
de la ligne.
Cette méthode de suivi est caractérisée par une étape consistant
essentiellement à
calculer une durée pour un poste de traitement, ladite durée étant calculée de
façon
additive à partir du temps d'accumulation que représente l'état instantané de
l'accumulateur ou de chaque accumulateur présent entre ledit poste et un autre
poste
prédéfini de la ligne de traitement, dit poste de référence, et par une étape
consistant
essentiellement à afficher cette durée.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de suivi d'une ligne de
traitement
comprenant une succession de postes de traitement de produits ainsi que
d'accumulateurs
entre lesdits postes, ledit dispositif comprenant une unité de contrôle
comprenant, d'une
part, un moyen de mémorisation et, d'autre part, un calculateur, ladite unité
de contrôle
étant connectée aux différents postes de traitement pour recevoir d'eux au
moins une
information incrémentale représentant la quantité de produits qu'ils ont
traités, ledit
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dispositif comprenant aussi un moyen d'affichage du type écran et pour
afficher, en un
seul endroit ou à proximité de chaque poste de traitement, une durée
représentant son
temps d'arrêt maximal autorisé au-delà duquel le fonctionnement d'un autre
poste dit
poste de référence sera perturbé par manque de produit ou par saturation de sa
sortie.
L'invention est en particulier destinée à être implémentée dans une ligne de
conditionnement de produits, tels que des bouteilles de boisson, flacons de
liquide, etc.,
où les produits unitaires sont traités par exemple pour un nettoyage, rinçage,
remplissage,
puis regroupés en paquets, encaissés ou fardelés, puis déposés sur des
palettes en vue
d'une expédition. Les postes de traitement peuvent donc être : remplissage,
étiquetage,
bouchage, regroupement, fardelage ou encaissage, formation de couches à
palettiser puis
palettisation. Cette application n'est toutefois pas limitative.
Selon un aspect englobant, il est prévu une méthode de suivi en temps réel
d'une
ligne de traitement comprenant une succession de postes de traitement de
produits et une
pluralité d'accumulateurs entre les postes, la méthode comprenant : surveiller
en temps
réel le fonctionnement de la ligne de traitement en surveillant des quantités
traitées par
les postes et des arrêts des postes; rendre compte de ce fonctionnement sur un
moyen
d'affichage en temps réel en cours de fonctionnement de la ligne et après
traitement des
données collectées lors de la surveillance; calculer une durée représentant un
temps
d'arrêt maximal autorisé pour un poste, au-delà duquel le fonctionnement d'un
autre
poste, dit poste de référence, est perturbé par un manque de produits ou par
une saturation
à sa sortie, où la durée est calculée de façon additive à partir d'un temps
d'accumulation
que représente l'état instantané de l'accumulateur ou de chaque accumulateur
présent
entre le poste et le poste de référence ; et afficher cette durée.
Selon un autre aspect englobant, il est prévu un dispositif de suivi d'une
ligne de
traitement comprenant une succession de postes de traitement de produits, des
accumulateurs entre les postes, un moyen d'affichage et une unité de contrôle
comprenant un moyen de mémorisation et un calculateur, où l'unité de contrôle
est
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connectée à la succession de postes pour recevoir une information incrémentale
représentant une quantité de produits que chacun des postes a à traiter, où le
moyen
d'affichage est adapté pour afficher en un seul endroit ou à proximité de
chaque poste,
une durée représentant un temps d'arrêt maximal autorisé pour un poste au-delà
duquel le
fonctionnement d'un autre poste, dit poste de référence, est perturbé par un
manque de
produits ou par une saturation à sa sortie, et où la durée est calculée de
façon additive à
partir d'un temps d'accumulation que représente l'état instantané d'un
accumulateur ou
de chaque accumulateur présent entre le poste et le poste de référence.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-dessous, qui se base
sur
des modes de réalisations possibles, expliqués de façon illustrative et
nullement
limitative, en référence avec les figures annexées, dans lesquelles :
la figure 1 illustre de façon schématique la ligne de traitement et le
dispositif de
suivi où le poste de référence est le deuxième poste ;
les figures 2 à 4 illustrent une représentation générique d'une interface pour
l'affichage et le contrôle.
Description détaillée de réalisations
Des variantes, des exemples et des réalisations préférées de l'invention sont
décrits
ci-dessous. L'invention a ainsi tout d'abord pour objet une méthode de suivi
en temps
réel d'une ligne de traitement 1 comprenant une succession de postes 2 de
traitement de
produits, tels que des postes de transformation ou de conditionnement, ainsi
qu'une
pluralité d'accumulateurs 3 entre lesdits postes 2, ladite méthode comprenant
surveiller
en temps réel le fonctionnement de la ligne de traitement 1, notamment les
quantités
traitées par les différents postes 2, voire aussi leurs arrêts, ainsi que
rendre compte de ce
fonctionnement sur un moyen d'affichage 5, préférentiellement en temps réel en
cours de
fonctionnement de la ligne. Les postes 2 sont préférablement munis de capteurs
capables
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de détecter des manques de produit ainsi que de capteurs capables de détecter
une
saturation de la sortie. Les postes 2 ont aussi préférablement un compteur
capable de
calculer de façon incrémentale le nombre de produits traités depuis une valeur
forcée,
généralement zéro. La prise en compte du temps entre différents relevés de
compteur
permet alors aisément d'obtenir une vitesse de traitement par le poste 2 en
question.
D'autres signaux ou données peuvent bien sûr être traités lors de la
surveillance.
Le traitement aux différents postes 2 peut consister à un traitement produit
par
produit, ou encore groupe de produits par groupe de produits. Le traitement
peut être un
étiquetage, un suremballage, un regroupement, une mise en couche à palettiser,
un
convoyage, etc. De façon générale, dans plusieurs des applications visées, le
poste 2
transforme le produit et/ou le conditionne. Les produits circulent donc d'un
poste 2 à
l'autre pour être entièrement traités une fois sortie de la ligne.
Les postes 2, montés en série et/ou parallèle, sont séparés par des
accumulateurs 3,
préférablement un accumulateur 3 entre deux postes 2 ou plus.
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Les produits sont donc déplacés dans la ligne de traitement 1
entre les différents postes 2 grâce à des convoyeurs adaptés, qui amènent les
produits d'un poste 2 au suivant. Les accumulateurs 3 ont aussi une zone
d'entrée fixe et une zone de sortie fixe. Ils assurent donc aussi le convoyage
des produits de la zone d'entrée à la zone de sortie. En plus de cette
fonction de convoyage, les accumulateurs 3 permettent aussi de stocker des
produits, qui restent alors en attente entre la zone d'entrée et la zone de
sortie. Les produits ayant un certain encombrement, le nombre de produits
que peut contenir un accumulateur 3 est directement lié à ses dimensions,
ou à ses dimensions maximales en cas d'accumulateur 3 à dimension
variable. L'accumulation en termes de produit dépend donc aussi de la taille
du produit, c'est-à-dire de son format géométrique. Plus le produit est
grand, moins l'accumulateur 3 pourra en contenir, plus il est petit, et plus
il
pourra en contenir.
La méthode comprend ainsi une étape de surveillance, mise en
oeuvre alors même que la ligne de traitement 1 est en production et que les
postes 2 traitent des produits les uns à la suite des autres. Cette étape
permet
de contrôler en temps réel le fonctionnement de la ligne, et d'en vérifier
ainsi le bon fonctionnement, notamment en termes de cadence ou de
rendement global. Les données collectées peuvent consister en des relevés
de quantité de production des différents postes 2, de temps d'arrêt, de cause
de panne, de besoin de maintenance ou de fourniture de matière première,
etc. Les données collectées lors de la surveillance sont généralement traitées
pour ensuite rendre compte du fonctionnement à un utilisateur gestionnaire
de la ligne sous différentes formes possibles.
Selon l'invention, cette méthode est caractérisée par
une étape consistant essentiellement à calculer une durée pour
un poste 2 de traitement, ladite durée étant calculée de façon additive à
partir du temps d'accumulation TA que représente l'état instantané de
l'accumulateur 3 ou de chaque accumulateur 3 présent entre ledit poste 2 et
un autre poste 2 prédéfini de la ligne de traitement 1, dit poste de référence
4, et par
une étape consistant essentiellement à afficher cette durée
préférentiellement sur le moyen d'affichage 5.
Ce calcul est préférablement effectué au sein d'une unité de
contrôle 6. Il dépend donc de la sélection préalable d'un poste 2 comme
poste de référence 4, c'est-à-dire comme poste 2 par rapport auquel le
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temps d'accumulation TA est calculé. Le poste de référence 4 peut être
prédéfini ou paramétrable par un utilisateur. Il est généralement le poste qui
limite la capacité maximale de la ligne de traitement 1, compte tenu de sa
cadence maximale par exemple.
Si le poste 2 dont on calcule ladite durée est séparé du poste de
référence 4 par un unique accumulateur 3, la durée associée sera
directement le temps d'accumulation TA de cet accumulateur 3. Dans le cas
contraire, les temps d'accumulation TA de la pluralité d'accumulateur 3
entre le poste 2 dont on calcule la durée associée et le poste de référence 4
sont simplement additionnés, en tenant compte bien entendu du montage
série ou parallèle des postes 2 et des accumulateurs 3.
Le temps d'accumulation TA pour un accumulateur 3 est
directement associé au nombre de produits qu'il contient, et ce temps
change donc en fonction du comportement, d'une part, du poste 2 juste en
amont, et, d'autre part, du poste 2 juste en aval. Le temps d'accumulation
TA peut donc quasiment changer en permanence. Dans l'absolu, le temps
d'accumulation TA est donc une valeur instantanée associée à l'état de
l'accumulateur 3 à cet instant. La durée à associer à un poste 2 de traitement
peut donc elle aussi varier à chaque instant, d'autant plus qu'elle est
calculée par une addition de temps d'accumulation TA qui évoluent eux
aussi à chaque instant. Dans la pratique, une fréquence de rafraichissement
peut être définie pour le calcul de cette durée.
Préférablement, le temps d'accumulation TA, à un instant
donné pour un accumulateur 3 situé en amont du poste de référence 4, est
calculé à partir du nombre de produits présents à cet instant dans ledit
accumulateur 3, et le temps d'accumulation TA, à un instant donné pour un
accumulateur 3 situé en aval du poste de référence 4, est calculé à partir du
nombre de produits encore accumulables dans ledit accumulateur 3 à cet
instant.
En effet, pour un poste 2 qui se trouve en amont du poste de
référence 4, la perturbation qu'il peut créer sur ce dernier apparaîtra
lorsque
le poste de référence 4 n'aura plus de produit à traiter. Le temps
d'accumulation TA se base donc sur le nombre de produits présents dans
l'accumulateur 3 en aval, et que le poste de référence 4 encore en aval
pourra traiter sans s'arrêter, malgré un éventuel arrêt du poste 2 en amont.
A l'inverse, pour un poste 2 en aval du poste de référence 4, la
perturbation sur ce dernier apparaîtra lorsqu'il ne pourra plus faire sortir
de
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produit par manque de place, c'est-à-dire en cas de saturation de sa sortie.
Dans ce cas, le temps d'accumulation TA d'un accumulateur 3 placé entre
ces deux postes se base sur le nombre de produits manquants dans
l'accumulateur 3 à un instant donné. Cette quantité représente le nombre de
produits qui pourraient encore être ajoutés par le poste de référence 4 amont
en cas d'arrêt du poste 2 en aval et donc sans ôter de produits dudit
accumulateur 3. Cette quantité dépend donc de la capacité de
l'accumulateur 3.
Selon une caractéristique additionnelle possible, le temps
d'accumulation TA à un instant donné est calculé à partir du nombre de
produits traités, identifié de façon incrémentale à l'aide de compteurs,
associés respectivement au poste 2 en amont de l'accumulateur 3 et au
poste 2 en aval de l'accumulateur 3, et qui tracent la quantité cumulée de
produits qu'ils ont traités, c'est-à-dire soit entrant dans l'accumulateur 3,
soit sortant dudit accumulateur 3.
Les postes 2 directement en amont et directement en aval d'un
accumulateur 3 contiennent généralement des compteurs qui dénombrent de
façon incrémentale le nombre de produits traités dans ces postes 2. Le
décompte du nombre de produits traités par le poste amont représente le
nombre de produits qui ont été amenés dans l'accumulateur 3. Le décompte
du nombre de produits traités par le poste en aval représente le nombre de
produits qui ont été sortis de l'accumulateur 3. Le temps d'accumulation
TA peut donc être calculé à partir de ces grandeurs de décompte. Il sera
expliqué plus loin comment ces valeurs de compteur peuvent être utilisées
pour évaluer non seulement l'évolution de la quantité de produits dans
l'accumulateur 3, mais aussi le nombre de produits effectivement présents à
un certain instant : un creux en termes de population de produit dans
l'accumulateur 3 peut être associé à une population nulle, un pic de
population peut être associé à la population maximale compte tenu du
format et des dimensions de l'accumulateur 3, etc.
Plus précisément, le temps d'accumulation TA que représente
l'état instantané d'un accumulateur 3 est calculé, d'une part, à partir de
l'accumulation de produits PA dans l'accumulateur 3, et, d'autre part, à
partir de la vitesse de traitement du poste 2 directement relié à
l'accumulateur 3 en direction du poste de référence 4. L'accumulation de
produits PA à un instant donné pour un accumulateur 3 situé en amont du
poste de référence 4 correspond alors au nombre de produits présents à cet
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instant dans ledit accumulateur 3. L'accumulation de produits PA à un
instant donné pour un accumulateur 3 situé en aval du poste de référence 4
correspond quant à elle au nombre de produits encore accumulables dans
ledit accumulateur 3 à cet instant. Enfin, le nombre de produits encore
accumulables à un instant donné dans un accumulateur 3 situé en aval du
poste de référence 4 est calculé, d'une part, à partir de la capacité dudit
accumulateur 3 en termes de nombre maximum de produits qu'il peut
contenir, et, d'autre part, à partir du nombre de produits effectivement
présents dans ledit accumulateur 3 à cet instant. On notera que la capacité
de l'accumulateur 3, et donc le nombre de produits qu'il peut encore
accueillir, dépend du format géométrique du produit en traitement.
Selon une caractéristique additionnelle possible intéressante, la
méthode comprend une étape d'initialisation, lors de laquelle sont définis
des paramètres d'étalonnage pour le calcul du temps d'accumulation TA, en
particulier le nombre de produits présents dans l'accumulateur 3 à un
instant particulier et/ou la capacité maximale d'accumulation de
l'accumulateur 3 pour le format géométrique de produits traités, c'est-à-dire
le plus grand nombre de produits qu'il peut contenir.
Cet étalonnage est en particulier nécessaire dès lors qu'un
nouveau format est traité par la ligne 1 : dans certains modes de réalisation,
l'étape d'initialisation est mise en oeuvre dès lors que débute le traitement
d'un nouveau format géométrique de produit, impactant en particulier le
nombre maximum de produits que peut contenir l'accumulateur 3. Cet
étalonnage peut aussi être nécessaire si la méthode de suivi est mise en
oeuvre alors que la ligne de traitement 1 fonctionne déjà et que tous les
accumulateurs 3 contiennent déjà un nombre de produits indéfini.
Le calcul du temps d'accumulation TA nécessite donc une
initialisation au cours de laquelle on fixe la capacité de l'accumulateur 3 en
termes de nombre de produits qu'il peut contenir avec le format en cours
et/ou on quantifie le nombre de produits présents dans l'accumulateur 3 à
un certain instant, de sorte à pouvoir ensuite exploiter les compteurs
quantifiant l'évolution de la population dans l'accumulateur 3.
Selon une caractéristique avantageuse, l'étape d'initialisation
consiste essentiellement à consulter un registre d'un moyen de
mémorisation 7 qui associe des types de produits possibles aux paramètres
d'étalonnage correspondants, ledit registre étant préférablement mémorisé
dans un moyen de mémorisation 7 du dispositif de suivi mettant en oeuvre la
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présente méthode. Cela permet de trouver rapidement la capacité de
l'accumulateur 3 associée au format particulier de produits.
Toutefois, il se peut que le format de produit pour lequel on
cherche à quantifier les temps d'accumulation TA ne soit associé à aucune
information dans le registre. Cela peut par exemple provenir du fait que ce
format n'a encore jamais été traité. Dans ces cas, l'initialisation peut se
faire de façons différentes décrites ci-dessous.
Dans des modes de réalisation particuliers, l'étape
d'initialisation consiste essentiellement à calculer les paramètres
d'étalonnage automatiquement à partir de relevés de production pour une
période passée et pour le même format, préférentiellement à partir de
relevés de compteurs associés respectivement au poste en amont de
l'accumulateur 3 et au poste en aval de l'accumulateur 3 et qui tracent la
quantité cumulée de produits traités, c'est-à-dire soit entrant dans
l'accumulateur 3, soit sortant dudit accumulateur 3. A titre d'exemple, un
creux de population peut être associé à une population nulle, les relevés des
compteurs servant ensuite à calculer le nombre de produits dans
l'accumulateur 3 à partir de cet état. Un pic de population dans
l'accumulateur 3 peut ensuite être considéré comme étant représentatif d'un
accumulateur 3 rempli, et le nombre de produit calculé pour ce pic peut
alors être associé à la capacité de l'accumulateur 3 pour ce format.
Des données de production, qui retracent l'évolution des
compteurs de produits traités en fonction du temps, sont en effet
généralement disponibles pour le passé. Au démarrage de la méthode de
suivi, et en particulier en l'absence de valeurs associées au format en cours
et stockées dans le registre, il peut être utile d'analyser des valeurs
passées
et enregistrées, pour les exploiter de sorte à étalonner le calcul des temps
d'accumulation TA. Ces données peuvent représenter préférentiellement
des unités de produits, voire des temps, par exemple.
Selon une autre caractéristique possible, l'étape d'initialisation
consiste essentiellement à calculer les paramètres d'étalonnage
automatiquement à partir de relevés de production relatifs à une période de
temps qui suit le démarrage de l'étape d'initialisation, préférentiellement
pendant une période de durée prédéterminée, notamment à partir de relevés
de compteurs associés respectivement au poste en amont de l'accumulateur
3 et au poste en aval de l'accumulateur 3 et qui tracent la quantité cumulée
de produits traités, c'est-à-dire soit entrant dans l'accumulateur 3, soit
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sortant dudit accumulateur 3. Ainsi, alors même que la méthode de suivi est
déjà en route, retrace en temps réel la prodution de la ligne de traitement 1,
et affiche donc une durée pour chaque poste 2 par rapport au poste de
référence 4 prédéfini éventuellement par l'opérateur, les paramètres pris en
compte pour le calcul des temps d'accumulation TA sont définis et modifiés
progressivement pour refléter le fonctionnement actuel de la ligne de
traitement 1. Les durées affichées se basent donc sur des temps
d'accumulation TA calculés à partir de paramètres qui sont définis de façon
itérative, au fil des relevés effectués en temps réel sur la ligne de
traitement
1 en fonctionnement. Cela est particulièrement adapté dans les cas où la
méthode de suivi est déclenchée alors que la ligne de traitement 1 est déjà
en fonctionnement de production, que la donnée du format n'est pas
accessible, ou qu'elle est accessible mais absente du registre y associant une
durée d'accumulation.
La méthode de suivi se calibre donc, après sa mise en route,
progressivement en fonction de la production en cours, et les calculs de
temps d'accumulation TA sont donc de plus en plus précis, puisqu'ils se
basent sur des valeurs de capacité et/ou de population instantanée de
l'accumulateur 3 qui sont remises à jour en fonction des signaux envoyés
par la ligne, comme :
- relevés de compteurs, pouvant amener à une valeur négative
de la population et donc une mise à jour de la population ;
- relevés de compteurs, pouvant amener à une valeur de la
population supérieure à la capacité et donc une mise à jour
de la capacité ;
- signaux indiquant un arrêt par manque produit à la fois pour
le poste 2 amont et le poste 2 aval, amenant à identifier que
la population est nulle à ce moment-là ;
- signaux indiquant un arrêt par saturation de la sortie à la
fois pour le poste 2 amont et le poste 2 aval, amenant à
identifier un état plein de l'accumulateur 3 et donc une
éventuelle mise à jour de sa capacité, etc.
Il s'agit donc d'un auto apprentissage, qui permet de limiter
l'intervention manuelle d'un opérateur pour correctement étalonner le
calcul du temps d'accumulation TA à partir des relevés de la production en
cours. Cette étape d' initialisation sur la base de la production en cours
pour
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s'étaler sur une durée prédéfinie, ou jusqu'à ce que les paramètres
d'étalonnage soit considérés comme stabilisés.
Selon une autre caractéristique additionnelle possible, la
méthode comprend, en outre, une étape d'actualisation, mise en oeuvre
après l'étape d'initialisation et lors du fonctionnement de la ligne de
traitement 1, consistant essentiellement à modifier des paramètres
d'étalonnage pour le calcul du temps d'accumulation TA, en particulier le
nombre de produits effectivement présents dans l'accumulateur 3 à un
instant particulier et/ou la capacité maximale d'accumulation de
l'accumulateur 3 pour le type de produits traités, et ce notamment sur la
base d'informations représentatives de l'état de fonctionnement de la ligne
de traitement, telles que des relevés de compteurs associés respectivement
au poste en amont de l'accumulateur 3 et au poste en aval de l'accumulateur
3 et qui tracent la quantité cumulée de produits traités, c'est-à-dire soit
entrant dans l'accumulateur 3, soit sortant dudit accumulateur 3.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de suivi d'une ligne
de traitement 1 comprenant une succession de postes 2 de traitement de
produits ainsi que d'accumulateurs 3 entre lesdits postes 2, ledit dispositif
comprenant
une unité de contrôle 6 comprenant, d'une part, un moyen de
mémorisation 7 et, d'autre part, un calculateur 8, ladite unité de contrôle 6
étant connectée aux différents postes 2 de traitement pour recevoir d'eux au
moins une information incrémentale représentant la quantité de produits
qu'ils ont traités, ledit dispositif comprenant aussi
un moyen d'affichage 5 du type écran et pour afficher, en un
seul endroit ou à proximité de chaque poste 2 de traitement, une durée
représentant son temps d'arrêt maximal autorisé au-delà duquel le
fonctionnement d'un autre poste 2 dit poste de référence 4 sera perturbé par
manque de produit ou par saturation de sa sortie.
Ce dispositif de suivi est donc mis en oeuvre par la méthode de
suivi décrite ci-dessus. Le moyen d'affichage 5 comprend
préférentiellement un écran, éventuellement aussi muni d'une surface tactile
permettant de saisir et d'envoyer des instructions, notamment, par exemple
de choisir un format de produits, de forcer ou empêcher un étalonnage,
stopper une alarme, définir le poste de référence 4, etc. L'unité de contrôle
6 communique avec ou sans fil avec les postes 2. Préférentiellement, la
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communication entre l'unité de contrôle 6 et le moyen d'affichage 5 se fait
sans fil, de sorte à disposer d'un appareil qui peut être déplacé autour de la
ligne de traitement 1.
Les figures 2 à 4 illustrent l'affichage qui est fait à partir de la
durée associée à un poste 2 par rapport à un poste de référence 4. La figure
2 illustre une zone qui peut s'installer dans une autre fenêtre d'affichage
associée au poste 2 à analyser. Cette zone contient l'affichage de la durée
calculée, puis éventuellement, en dessous, l'état des postes 2 en amont et en
aval. A titre d'exemple, la zone illustrée en figure 2 stipule un arrêt
possible
pour le poste 2 concerné de 25 minutes. En sélectionnant cette zone, par clic
de souris ou par contact dans le cas d'une interface tactile, on aboutit
avantageusement à l'interface représentée à la figure 3. Cette première zone
de la figure 1 spécifique à un poste 2 et qui peut être localisée dans
différentes fenêtres, donne donc accès à l'ensemble des fonctions
surveillant la durée d'arrêt possible pour les postes 2 d'une ligne de
traitement 1.
La zone montrée en figure 3 récapitule l'état instantané de
l'accumulation pour la ligne de traitement 1 sous la forme d'une succession
de cartes, chacune associée à un poste 2, et de liaisons, chacune associée à
un accumulateur 3. La carte associée au poste de référence 4 prend
préférentiellement un aspect différent des autres, comme ici une clé. Les
liaisons reprennent un chiffre qui représente le temps d'accumulation TA
pour l'accumulateur 3. La durée associée au poste 2 est rappelée dans la
partie supérieure de la carte de poste 2. Dans la partie à droite du poste de
référence 4, on voit par exemple que le premier accumulateur 3 en aval du
poste de référence 4 permet un temps d'accumulation TA de 1 minute,
rappelé dans la carte de poste 2 du poste directement en aval, puisqu'il n'y a
qu'un accumulateur 3 entre le poste de référence 4 et ce poste 2. Le
deuxième accumulateur 3 représente un temps d'accumulation TA de 3
minutes. L'addition des temps d'accumulation TA est rappelée dans la
partie supérieure de la carte pour le poste 2 le plus à droite, soit 4
minutes.
La zone illustrée en figure 3 montre donc de façon synthétique l'ensemble
de la ligne 1 et rappelle toutes les durées pour les différents postes 2 ainsi
que les temps d'accumulation TA pour tous les accumulateurs 3, avec une
configuration graphique qui reprend l'architecture réelle de la ligne 1, ici
des postes montés en série.
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Enfin, en sélectionnant le temps stipulé au niveau d'un
accumulateur 3 de la figure 3, la zone de la figure 4, spécifique à
l'accumulateur 3 sélectionné, s'affiche. La partie supérieure gauche de cette
dernière zone montre trois cartes, la première pour le poste 2 en amont de
l'accumulateur 3, la deuxième pour l'accumulateur 3 avec une partie
représentant sa proportion utilisée par les produits, et la troisième pour le
poste 3 en aval de l'accumulateur 3. Les deux autres zones décrivent le
fonctionnement passé de l'accumulateur 3 :
- la partie supérieure droite schématise un histogramme qui
montre la répartition des taux de remplissage ou des temps
d'accumulation TA de l'accumulateur 3 sur une plage de
temps passée ;
- la partie inférieure schématise l'évolution dans le temps de
la population de produits dans l'accumulateur 3, ou
éventuellement l'évolution dans le temps du temps
d'accumulation TA.
Ces zones d'affichage, illustrées dans les figures 2 à 4, et les
calculs de durée et de temps d'accumulation TA nécessaires, peuvent être
mis en uvre alors même que le paramétrage pour ces calculs, lors de
l'étape d'initialisation, n'est pas finalisé mais en cours.
L'invention va maintenant être expliquée en référence avec la
figure 1 annexée. De façon générale, un poste 2 de traitement peut être une
ou plusieurs machines, le flux entre elles étant organisé en série et/ou en
parallèle. Elles sont regroupées en un seul poste 2 pour les besoins de la
méthode, dans la mesure où elles ne sont pas séparées par un accumulateur
3 que l'on souhaite prendre en compte. De la même façon, l'accumulateur 3
peut être constitué de plusieurs équipements qui ont cette fonction et qui
sont montés en parallèle et/ou série. Il convient de noter que l'accumulateur
3 représente de façon générale les moyens de convoyage des produits entre
deux postes 2, même dans les cas où leur fonction n'est pas spécifiquement
celle d'accumuler des produits.
Comme il a été souligné, la ligne de traitement 1 comprend
généralement un poste de référence 4, dont l'arrêt est particulièrement
pénalisant pour la production de toute la ligne. Il peut par exemple s'agir de
la machine la plus lente, et qu'il faut donc faire fonctionner au maximum de
sa capacité, ce qui rend quasiment impossible son fonctionnement en
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surrégime pour compenser des arrêts de production d'autres postes en
amont ou en aval.
L'invention vise dans ce cadre à fournir et à afficher en temps
réel une information associée à chaque autre poste 2 et représentant une
durée en dessous de laquelle un arrêt dudit poste 2 n'a pas de conséquence
sur le fonctionnement du poste de référence 4, qui peut donc continuer à
être alimenté et continuer sans arrêt à fournir des produits traités. Pour un
poste 2 en amont du poste de référence 4, il est donc nécessaire de
quantifier la durée d'un arrêt à partir de laquelle le poste de référence 4
n'est plus alimenté en produits. Pour un poste 2 en aval du poste de
référence 4, il est nécessaire de quantifier la durée d'un arrêt à partir de
laquelle le poste de référence 4 ne peut plus traiter de produits pour manque
de place en sortie. Cette information est ensuite affichée en temps réel sur
un moyen d'affichage 5 associée au poste 2, par exemple sur un écran dédié
au poste 2, ou sur une fenêtre d'un afficheur central.
L'invention propose donc de quantifier, par rapport à un poste
de référence 4, et en temps réel pour chaque autre poste 2 de la ligne de
traitement 1, la durée maximale d'un arrêt à partir de laquelle le
fonctionnement du poste de référence 4 sera perturbé. Pour cela, il est
proposé de baser le calcul de cette durée maximale sur le temps de
traitement que représente l'état de l'unique accumulateur 3 ou de chacun de
la pluralité d'accumulateurs 3 se trouvant entre le poste 2 en question et le
poste de référence 4. Dès lors que le poste 2 considéré et le poste de
référence 4 sont séparés d'au moins deux accumulateurs 3, les temps de
traitement associés aux états de ces accumulateurs 3 sont additionnés, tout
en tenant compte bien sûr des montages en série et/ou en parallèles entre
ces deux postes.
Ainsi, la durée maximale pour un arrêt d'un poste 2 particulier
augmente à mesure que l'on s'éloigne du poste de référence 4. Cette durée
maximale de l'arrêt d'un poste 2 dépend bien entendu de l'état instantané
du ou des accumulateurs 3 entre ce poste 2 et le poste de référence 4, c'est-
à-dire, comme développé plus loin, du nombre de produits présents ou
manquants. Cependant, rendre compte d'une accumulation en termes de
nombre de produits ne suffit pas à planifier correctement des éventuels
arrêts pour maintenance préventive, par exemple. Il est donc nécessaire de
pouvoir associer facilement une accumulation en termes de nombre de
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produits à une accumulation sous la forme d'un temps, c'est-à-dire d'un
temps d'accumulation TA.
Le calcul de ce temps d'accumulation TA que permet un
accumulateur 3 particulier dépend de sa position en amont ou en aval du
poste de référence 4. Le temps d'accumulation TA à un certain instant, pour
un poste 2 en amont du poste de référence 4 correspond au temps de
production qu'il permet à cet instant au poste 2 en aval en cas d'arrêt dû
poste 2 amont. Pour un poste 2 en aval du poste de référence 4, le temps
d'accumulation TA à un certain instant correspond au temps de production
qu'il permet à cet instant au poste 2 en amont en cas d'arrêt du poste 2 en
aval. De façon générale, le temps d'accumulation TA correspond donc, de
façon instantanée, au temps de production que permet l'accumulateur 3 au
poste 2 juste après lui en allant vers le poste de référence 4, en cas d'arrêt
du poste 2 juste après lui en s'éloignant du poste de référence 4.
Dans le cas d'un accumulateur 3 qui se situe en amont du poste
de référence 4, le temps d'accumulation TA à un instant donné est défini
sur la base du nombre de produits présents dans l'accumulateur à cet
instant. La vitesse de traitement à prendre en compte pour associer cette
quantité de produits à un temps d'accumulation TA est celle du poste juste
en aval, qui peut notamment être le poste de référence 4.
Dans le cas d'un accumulateur 3 qui se situe en aval du poste
de référence 4, le temps d'accumulation TA à un instant donné est défini
sur la base du nombre de produits qui, à cet instant, pourraient encore être
reçus, compte tenu de la taille de l'accumulateur 3 et de la capacité
d'accueil de produits que cela représente compte tenu de la taille ou format
du produit. La vitesse de traitement à prendre en compte pour associer cette
quantité de produits à un temps d'accumulation TA est alors celle du poste
juste en amont, qui peut là aussi par exemple être le poste de référence 4.
En outre, dans le cas d'un tel accumulateur 3, placé en aval,
cette quantité de produits manquants à un instant donné est calculée en
tenant compte, d'une part, de la capacité totale de l'accumulateur 3 pour le
format en cours, et, d'autre part, de la quantité de produits qu'il contient à
cet instant. La capacité totale de l'accumulateur 3 est bien sûr une valeur
qui ne fluctue pas pour un même format géométrique de produits.
Cependant, comme il sera encore décrit plus loin, établir la valeur de la
capacité de l'accumulateur 3 peut se faire par la méthode de suivi elle-
même.
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Préférablement, de façon générale, la vitesse d'un poste 2 prise
en compte pour définir un temps d'accumulation TA à partir d'un nombre
de produits est une vitesse calculée à partir d'un compteur qui suit
l'évolution dans le temps du nombre de produits traités par le poste 2. La
vitesse prise en compte est préférablement la plus récente.
Que ce soit pour un accumulateur 3 situé en amont du poste de
référence 4 ou pour un accumulateur 3 situé en aval, il est donc toujours
nécessaire de connaître la quantité de produits qu'il contient. Pour ce faire,
il est proposé ici de se baser sur les décomptes de traitement, d'une part, du
poste 2 de traitement directement en amont de l'accumulateur 3 considéré,
ainsi que, d'autre part, du poste 2 de traitement directement en aval de cet
accumulateur 3.
En effet, un poste 2 de traitement est généralement muni d'un
compteur, qui calcule tout simplement de façon incrémentale le nombre de
produits traités par ledit poste 2. En prenant en compte ces valeurs de
compteur, pour le poste 2 en amont et le poste 2 en aval et ce à deux
instants distincts, il est possible de quantifier la variation du nombre de
produits contenus dans l'accumulateur 3 : la différence de compteurs pour
le poste 2 en amont à l'accumulateur 3 représente le nombre de produits
apportés à l'accumulateur 3 entre ces deux instants, alors que la différence
de compteurs pour le poste 2 en aval représente le nombre de produits sortis
de l'accumulateur 3.
La quantité de produits contenus dans un accumulateur 3,
nécessaire au calcul du temps d'accumulation TA pour un accumulateur 3,
peut donc être calculée, d'une part, à partir des relevés des compteurs des
postes 2 directement en amont et en aval, et, d'autre part, à partir d'un
instant dans le fonctionnement de la ligne de traitement 1 auquel est
associée une certaine quantité de produits contenus dans l'accumulateur 3,
par exemple zéro en début de production, etc.
En utilisant les données de compteur des postes 2, on évite de
se baser sur des capteurs spécifiques au niveau de l'accumulateur 3, ce qui
n'est pas systématiquement disponible et complique l'implémentation de la
méthode dans une ligne de traitement 1 qui n'a pas de tels capteurs.
L'étalonnage peut être manuel, un utilisateur affectant alors lui-
même, pour un accumulateur 3, le nombre de produits présents à l'instant
souhaité, voire aussi la capacité totale de l'accumulateur 3 pour un format
particulier, éventuellement dans un registre consulté par la suite pour un
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étalonnage. Cependant, il peut être particulièrement intéressant de proposer
une méthode dans laquelle l'utilisateur n'a pas besoin d'intervenir, ce qui
permet aussi de tenir compte de la réalité de la production plutôt que de
données théoriques. De plus, il n'est pas toujours possible d'arrêter une
ligne de traitement 1 pour vider tous les accumulateurs 3 et repartir avec
certitude d'un état où la quantité de produits présents est nulle. Enfin, en
cas
de nouveau format, la capacité exacte des accumulateurs 3 n'est parfois pas
connue.
Ainsi, il est aussi proposé que la méthode de suivi ait une étape
d'initialisation, au cours de laquelle un instant particulier dans la
production
est associé à une quantité particulière de produits dans l'accumulateur 3, et
une valeur est définie pour la capacité de l'accumulateur 3 avec le format de
produit en cours. Comme il sera décrit plus loin, cette initialisation ou
étalonnage peut se faire en se basant sur les relevés de fonctionnement
passé de la ligne de traitement 1 et pour le même format, en particulier les
relevés de fonctionnement en termes de compteur de produits traités par un
poste 2, ou encore de situations de manque produits en amont du poste 2 ou
de saturation de la sortie du poste 2. Ces relevés de fonctionnement passés
peuvent donc être utilisés pour évaluer le nombre de produits présents ainsi
que la capacité de l'accumulateur 3.
Comme il a déjà été précisé, la définition du temps
d'accumulation TA se fait à partir d'une vitesse de traitement du poste 2
concerné et d'une accumulation en termes de nombre de produits,
représentant soit le nombre de produits présents dans l'accumulateur 3 soit
.. le nombre de produits qui peuvent encore être rajoutés.
La définition du temps d'accumulation TA nécessite donc de
définir des paramètres tels que, d'une part, la capacité de l'accumulateur 3
en termes de produits compte tenu du format, et, d'autre part, au moins le
nombre de produits qu'il contient à un certain instant. La capacité de
l'accumulateur 3 en termes de nombre de produits dépend quant à elle en
particulier de la taille des produits et donc de leur format géométrique. Dès
lors que change le format géométrique des produits, il devient nécessaire de
définir à nouveau ce paramètre de calcul.
Ainsi, au cours de l'étape d' initialisation, les paramètres
nécessaires pour le calcul du temps d'accumulation TA de chaque
accumulateur 3 sont définis, à savoir au moins la capacité maximale de
l'accumulateur 3 associée au format géométrique du produit et
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éventuellement aussi un état de référence de l'accumulateur 3 où le nombre
de produits est défini.
Cette étape d'initialisation peut être mise en uvre au
démarrage de la méthode de suivi, en particulier si la ligne de traitement 1
est en fonctionnement et doit donc éviter d'être arrêtée. Elle peut aussi être
mise en oeuvre à l'occasion d'un changement de format de produit, ce qui,
comme il a été souligné ci-dessus, nécessite généralement un ajustement au
moins de la capacité de l'accumulateur 3. Enfin, de façon générale, elle peut
être mise en oeuvre à l'occasion du démarrage et de la mise en marche de la
ligne de traitement 1.
Avantageusement, l'initialisation se fait en minimisant
l'intervention d'un opérateur. En particulier, dans ce but d'auto-étalonnage
sans intervention, il est proposé que les paramètres ci-dessus mentionnés
soient calculés en observant la production de la ligne de traitement 1, soit
sur une plage de temps de production passée, soit sur une plage de temps de
production en cours.
En particulier, il est possible d'analyser des données de
production passée, mémorisées dans un registre particulier. Ces données
peuvent par exemple être les relevés des compteurs des postes 2
directement en amont et directement en aval de l'accumulateur 3.
Par exemple, pour un accumulateur 3 placé entre un poste 2 en
entrée, qui l'alimente, et un poste 2, en sortie, alimenté par l'accumulateur
3, on utilise les relevés des compteurs de chacun des deux postes sur une
plage de temps de traitement passée suffisamment longue, par exemple un
jour ou une semaine. Comme il a déjà été expliqué, ces relevés permettent
de suivre l'évolution de la quantité de produits présents dans l'accumulateur
3 au cours de la période observée.
L'initialisation consiste alors essentiellement, par exemple, à
détecter l'instant qui correspond à l'état le moins rempli de l'accumulateur
3 sur la période observée et à associer à cet instant une quantité de produit
nulle. Elle consiste également à calculer la capacité totale de l'accumulateur
3 grâce aux décomptes des postes 2 en entrée et en sortie de l'accumulateur
jusqu'à un instant qui correspond à l'état le plus rempli de l'accumulateur 3
sur la période observée.
L'initialisation peut encore consister essentiellement à détecter
un instant au cours duquel le poste 2 amont à l'accumulateur 3 ainsi que le
poste 2 en aval sont tous les deux en situation de manque produits et
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associer à cet instant une valeur nulle pour la quantité de produits contenus
dans l'accumulateur 3.
L'initialisation peut par exemple dans ce cas consister à
détecter l'instant qui correspond à l'état le plus rempli de l'accumulateur 3
sur la période passée observée et à associer à cet instant une quantité de
produits correspondant à la capacité maximale prédéfinie par construction.
L'étape d'initialisation peut encore consister à détecter un
instant au cours duquel le poste 2 amont à l'accumulateur 3 ainsi que le
poste 2 en aval sont tous les deux en situation de saturation de leur sortie,
ce
qui peut être considéré comme une situation où l'accumulateur 3 est
entièrement plein. Là encore, la quantité de produits 3 correspondant à la
capacité maximale est associée à cet instant.
En utilisant des relevés passés de fonctionnement de la ligne de
traitement 1, il est possible de définir les paramètres à prendre en compte
pour calculer le temps d'accumulation TA d'une façon qui ne nécessite pas
l'intervention d'un opérateur et qui, en outre, représente les
caractéristiques
réelles de la ligne de traitement 1. Préférablement, lors de l'étape
d'étalonnage, on examine des données relatives à un traitement de produits
de même taille ou format.
Une autre façon de réaliser l'auto-étalonnage du calcul du
temps d'accumulation TA est de suivre le fonctionnement de la ligne de
traitement 1 qui a lieu, ce qui peut se faire alors que la méthode est en
cours
et affiche donc des résultats de durée. Cela permet donc d'étalonner le
calcul à la production qui est en cours.
Les mêmes mécanismes que ceux qui ont été décrits ci-dessus
pour une durée passée peuvent donc être mis en uvre pour des données
collectées au fur et à mesure à partir de l'implémentation de la méthode,
pendant une période de temps préférablement prédéfinie. En particulier, la
capacité de l'accumulateur 3 peut, au cours de cette étape d'initialisation en
cours de production, être régulièrement mise à jour dès lors que les
compteurs amènent à un nombre de produits supérieur à la capacité
précédemment mémorisée. Durant la période d'observation sur laquelle
s'étale l'étape d'initialisation, il est aussi possible de détecter le pic de
population dans l'accumulateur 3 et de l'utiliser comme valeur de capacité
pour l'accumulateur 3.
Dans les deux cas qui viennent d'être détaillés, l'analyse de
données d'une période de production, passée ou actuelle, permet ainsi de
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définir au moins la capacité d'accueil de l'accumulateur 3 associée au
format de produits en cours pendant ladite période. Il est donc utile
d'assurer une mémorisation de cette donnée dans un registre de sauvegarde,
qui pourra alors contenir une pluralité de données représentant, d'une part,
.. les formats géométriques de produits, et, d'autre part, les capacités
totales
correspondantes des accumulateurs 3.
Il convient de noter que, en ce qui concerne la définition de la
capacité de l'accumulateur 3, l'étape d'initialisation peut essentiellement
consister à consulter un tel registre, et d'identifier alors instantanément la
capacité maximale de l'accumulateur 3 associée au format en cours. L'étape
d'initialisation consiste alors essentiellement à consulter le registre pour
le
format de produit en cours : si aucune donnée n'est disponible pour le
format en cours, les analyses décrites ci-dessus pour des plages de
production sont alors exécutées, en priorité en utilisant des données
relatives à une production passée et pour un même format, ou en utilisant
des données relatives à une production en cours.
Une fois que les paramètres nécessaires au calcul du temps
d'accumulation TA ont été définis par l'une des façons décrites ci-dessus
pour l'étape d'initialisation, il est possible d'afficher, sur un écran de
contrôle de chaque poste 2, la durée plus précise associée audit poste 2, en
tenant compte de façon additive des temps d'accumulation TA de chaque
accumulateur 3 entre ce poste 2 et le poste de référence 4. Le calcul tient
bien sûr compte du montage en série et/ou en parallèle des postes 2 et des
accumulateurs 3. Bien entendu, l'affichage de la durée associée à un poste 2
peut se faire même avant la fin de l'étape d'initialisation, bien que cette
durée soit alors moins précise car basée sur des paramètres qui ne sont pas
forcément stabilisés.
Après l'étape d'initialisation, les paramètres de calcul du temps
d'accumulation TA peuvent être actualisés sur la base des informations de
suivi de production, ce qui permet de tenir compte, le cas échéant, de
modifications qui ont été apportées aux équipements de la ligne de
traitement 1, comme un moteur par exemple.
La capacité de l'accumulateur 3 peut par exemple être remise à
jour dès lors que les compteurs des postes 2 en amont et en aval amènent à
un nombre de produits qu'il contient qui est supérieur à la capacité
mémorisée, etc.
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Préférablement, il peut être intéressant d'assurer un suivi du
nombre de produits dans un accumulateur 3 sur une plage de temps passée
glissante, et d'identifier, sur cette plage de temps, au moins un pic et/ou au
moins un creux de population.
Si la valeur de l'au moins un pic ne se trouve pas dans une
tranche par rapport à la capacité associée au format en cours, un
comportement particulier peut être mis en place, comme par exemple une
alarme, ou encore une proposition de mise à jour de la capacité.
Un fonctionnement similaire peut être prévu si la valeur de l'au
moins un creux de population ne se trouve pas dans une tranche prédéfinie.
En particulier, si la valeur calculée de la population devient négative, celle-
ci est éventuellement forcée à une valeur zéro. Si elle est toujours bien au-
dessus de zéro, il peut être proposé de réajuster ces instants à une
population de valeur zéro.
Enfin, le fonctionnement d'une ligne de traitement 1 peut être
modifié par un changement de format des produits à conditionner, par
exemple. En outre, des produits peuvent être défectueux et retirés de la
ligne au niveau d'un accumulateur 3, etc. Pour ces raisons-là notamment,
l'étape d'initialisation peut être mise en oeuvre à plusieurs reprises au
cours
du fonctionnement de la ligne de traitement 1.
Les signaux des capteurs représentant le remplissage de
l'accumulateur 3 peuvent aussi être pris en compte soit à la place des
compteurs de production sur les postes 2 pour une étape d'initialisation, soit
pour mettre à jour les paramètres du calcul une fois l'étape d'initialisation
terminée.
Grâce à l'invention, il est ainsi possible de suivre en
permanence l'état de la ligne de traitement et de connaître précisément, et
tout en limitant les étapes de paramétrage manuel, pour chaque poste de la
ligne de traitement, les durées d'arrêt possibles sans impact sur le débit
global de la ligne.
Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de
réalisations particuliers, elle n'est nullement limitative de la portée de
l'invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par
substitution d'équivalents techniques ou par combinaison différente de tout
ou partie des caractéristiques développées ci-dessus.
