纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统的制作方法

本发明涉及纸制品生产，具体地说，涉及纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统。

背景技术：

1、纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统主要用于对印刷、模切后加工环节的生产任务进行智能调度与实时监控，旨在解决因环境动态变化导致纸制品物理特性改变而引发的生产质量问题；

2、在现实生产中，现有的技术手段主要依赖于预设的固定工艺参数进行机台控制和人工经验进行工单排产，现有的生产管理系统通常基于静态的生产计划向机台下发加工指令，机台的伺服系统依据预设的尺寸数据进行模切或糊盒加工；同时，针对印刷后纸张的加工时机判断，多依靠操作人员根据车间内的温湿度计读数以及凭经验估算的墨层干燥时间来决定是否开始生产；

3、然而，这种使用现有固定工艺参数与人工经验的方式在实际应用中存在缺陷，首先，纸张具有显著的环境敏感性，其纸张尺寸会随温湿度变化发生热胀冷缩或吸湿伸缩，且由于纸张吸湿脱湿存在滞后效应，其形变往往滞后于环境变化，导致实时环境数据无法直接反映加工时刻的真实纸张尺寸，无法预判这种动态的尺寸漂移，导致机台按照固定轨迹加工时，实际产生严重套印不准或尺寸偏差，其次，现有的技术手段不能精准量化印刷后墨层的流变状态，若在墨层过湿（表面能高）时加工，易导致纸张粘模；若在墨层过干（纤维脆化）时加工，则导致纸张爆裂，这种对时效活性风险把控的缺失，使得现有的技术手段在面对环境突变或流转时间异常时，常因固定工艺参数不匹配而产生大量废品，且无法自动响应调整，造成了极大的生产损耗与效率低下，于是我们提供了纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统，包括：

3、状态分析模块，用于根据环境感知模块采集的环境时序数据，结合纸张吸湿脱湿滞后特性，调用预设的纸张形变预测模型计算当前时刻待加工纸制品的预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量，再计算宽度偏差值；

4、决策下发模块，用于获取目标机台的加工能力参数，所述加工能力参数包括目标机台能够自动修正的最大尺寸偏差补偿阈值，执行如下步骤：

5、判断所述预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量是否超过纸张本身允许的最大形变阈值，若超过则禁止向目标机台派单并搜索匹配更高精度机台或延迟派单；

6、若未超过则基于所述预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量与所述最大尺寸偏差补偿阈值，构建包含尺寸偏差风险代价和时效活性风险代价的综合适配代价函数；依据最小综合适配代价原则生成工单下发指令；

7、若预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量超过最大尺寸偏差补偿阈值，且小于最大形变阈值时，基于预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量计算的工艺参数动态载荷；

8、进度追踪模块，用于实时监测环境时序数据中的环境突变趋势特征参数以判定生产车间环境发生突变，触发工单调整策略，并向车间环境控制系统发送调控请求。

9、作为本技术方案的进一步改进，所述环境感知模块用于数据采集和部署分布式温、湿度传感器阵列，包括如下方法步骤：

10、采集生产车间的环境时序数据，所述环境时序数据包含温、湿度数值和环境变化趋势和环境突变趋势特征参数；

11、所述分布式温、湿度传感器阵列用于构建车间温、湿度场分布图；

12、基于车间温、湿度场分布图计算出纸制品流转路径上的环境梯度变化量。

13、作为本技术方案的进一步改进，所述状态分析模块中的调用预设的纸张形变预测模型确定预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量，包括如下方法步骤：

14、获取印刷加工的标准环境值和温、湿度数值并计算当前静态偏差量，再计算温、湿度数值在未来一段时间内的温、湿度预测曲线；

15、结合所述纸张吸湿脱湿滞后特性中的响应时间常数，将所述响应时间常数与所述温、湿度预测曲线输入至所述预设的纸张形变预测模型中；

16、预设的纸张形变预测模型利用一阶传递函数，模拟环纸张形变的动态滞后响应，计算出纸张在预计加工开始时刻的动态累积形变量；

17、将所述当前静态偏差量与所述动态累积形变量进行线性叠加，得到所述预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量。

18、作为本技术方案的进一步改进，所述状态分析模块中确定时效活性风险指标包括如下方法步骤：

19、获取纸制品完成印刷加工时的墨层状态参数，结合从印刷完成时刻至当前时刻的等待时长，查询墨层固化的流变特性曲线，读取当前墨层的流变特性参数；

20、基于所述流变特性参数随与预设的最佳加工区间判断当前墨层状态与最佳加工状态之间的偏差程度；

21、当所述流变特性参数处于最佳加工区间内时，判定不存在时效活性风险；当所述流变特性参数偏离最佳加工区间，进入湿态区或过干态区时，判定存在时效活性风险。

22、作为本技术方案的进一步改进，所述状态分析模块中预设的纸张形变预测模型还包括模型自适应校准机制，如下方法步骤：

23、通过激光测宽仪采集的实时宽度数据计算宽度偏差值；

24、采用最小均方误差算法（lms）或反向传播算法，利用宽度偏差值对预设的纸张形变预测模型中的响应时间常数进行在线反向修正；

25、在线反向修正包括减小响应时间常数和增大响应时间常数。

26、作为本技术方案的进一步改进，所述决策下发模块中构建综合适配代价函数包括如下方法步骤：

27、尺寸偏差风险代价的具体公式为：

28、；

29、其中，为尺寸偏差风险代价，为预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量，为最大尺寸偏差补偿阈值，为尺寸风险权重系数；

30、时效活性风险代价的具体公式为：

31、；

32、其中，为时效活性风险代价，为预计加工开始时刻，为时效活性风险指标确定的最佳加工时间中心点，为时效风险权重系数；

33、获取设备切换的固定成本，结合尺寸偏差风险代价和时效活性风险代价，构建综合适配代价函数：

34、；

35、其中，为综合适配代价。

36、作为本技术方案的进一步改进，所述最佳加工时间中心点包括如下方法步骤：

37、以墨层表面能降至预设防粘阈值的时间点作为最佳加工时间窗的下限；

38、以纸张纤维韧性模数衰减至预设脆化阈值的时间点作为最佳加工时间窗的上限；

39、将所述最佳加工时间窗的下限与最佳加工时间窗的上之间的时间区间定义为最佳加工时间窗；

40、所述最佳加工时间中心点根据加工优先级选取为最佳加工时间窗的中值。

41、作为本技术方案的进一步改进，所述决策下发模块中依据最小综合适配代价原则生成工单下发指令，包括如下方法步骤：

42、基于目标机台的综合适配代价，筛选出综合适配代价最小的目标机台作为首选加工机台；

43、若首选加工机台处于空闲状态，立即下发工单；

44、若首选加工机台忙碌，且判定当前墨层状态与最佳加工状态之间的偏差大，则在当前加工队列中计算该纸制品的插入损失比，若所述插入损失比低于预设的废品损失阈值，则强制插队下发；

45、若首选加工机台忙碌，且判定当前墨层状态与最佳加工状态之间的偏差大，监测到环境突变趋势特征参数预示将发生剧烈波动，则生成工单延时下发指令并触发环境预警。

46、作为本技术方案的进一步改进，所述决策下发模块中工艺参数动态载荷包括如下方法步骤：

47、基于预计加工开始时刻尺寸漂移预测偏差量与最大尺寸偏差补偿阈值相减计算差值，即残余预测偏差；

48、将所述残余预测偏差转换为机台伺服系统的位置修正偏移量或压力修正系数，封装为所述工艺参数动态载荷。

49、作为本技术方案的进一步改进，所述进度追踪模块中的触发工单调整策略包括如下方法步骤：

50、监测环境突变趋势特征参数的变化率发现生产车间环境发生突变时，计算纸张形变速率和机台闭环响应带宽；

51、利用纸张形变速率和机台闭环响应带宽判断首选加工机台是否失控；

52、当纸张形变速率大于机台闭环响应带宽时，判定首选加工机台已失控，则生成暂停加工指令并向车间环境控制系统发送请求；反之，不触发暂停加工指令，继续运行；

53、同时，基于湿度数值计算时效活性风险指标，依据所述时效活性风险指标自动向首选加工机台发送减小模切压力或降低运行速度的修正指令。

54、与现有技术相比，本发明的有益效果：

55、1、该纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统中，利用环境感知模块采集环境时序数据，结合状态分析模块中的纸张吸湿脱湿滞后特性，调用一阶传递函数精准计算预计加工时刻的尺寸漂移预测偏差量，再利用决策下发模块通过构建包含尺寸偏差风险代价与时效活性风险代价的综合适配代价函数，依据最小代价原则智能选择目标机台，当预计加工时刻的尺寸漂移预测偏差量超过最大尺寸偏差补偿阈值但未超过最大形变阈值时，自动计算工艺参数动态载荷，基于工艺参数动态载荷计算残余预测偏差，将残余预测偏差转换为机台伺服系统的位置修正偏移量或压力修正系数，实现主动式的柔性补偿，有效解决了机台自身自动修正能力不足的问题，消除了因环境波动导致的尺寸漂移隐患，从而提高了纸制品的加工精度与套印质量，同时降低了因尺寸不符造成的废品率。

56、2、该纸制品生产工单自动下发与进度实时追踪系统中，通过对比纸张形变速率与机台闭环响应带宽来实时判定首选加工机台状态，一旦监测到生产车间环境发生突变且纸张形变速率快于机台闭环响应带宽，立即判定首选加工机台失控并生成暂停加工指令，同时向车间环境控制系统发送请求，此外，依据时效活性风险指标自动调整首选加工机台运行参数，通过自动降低首选加工机台模切压力与运行速度，防止纸张爆裂，有效保障了生产环境剧变下的纸制品加工质量，能够提升突发环境波动下的生产稳定性与成品良率：首先，它可以提前预判加工失控风险，避免因来不及修正产生批量废品，直接降低了突发环境波动引发的生产损耗与物料浪费，其次，针对时效活性恶化的纸张适配调整运行参数，能够减少因墨层过湿粘模、纸张过干脆裂问题产生的次品，最终，在环境剧变时自动完成生产调度与参数修正，缩短了异常处理的停线时间，提升了纸制品后加工工序的整体生产效率。