CN107848591A - 用于监测车身组装线的驱动部的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车身组装线的驱动部监测方法及其装置。根据本发明，提供一种监测工作时段和空闲时段中被反复驱动的多个驱动部的驱动部监测方法，包括如下步骤：针对各驱动部基于在驱动部的正常状态下测量的随时间的电流值存储与工作时段的时间长度、工作时段的峰值电流、工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积相关的信息作为驱动部的初始数据；针对在驱动部的工作期间观测到的各工作时段存储与工作时段的时间长度、峰值电流、恒速时段的平均电流、各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据；以及通过将观测数据的各信息和初始数据的各信息进行对应而将观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对各监测因子提供关于驱动部的状态监测信息。根据本发明，能够将远程的多个驱动部装置的运行状态和初始正常状态进行比较以实时监测多个驱动部的当前状态并预先诊断异常征兆和故障，且相比现有的设备诊断技术能够以低成本有效地监测和诊断远程的许多驱动部装置的状态。

Description

用于监测车身组装线的驱动部的方法及其装置
技术领域
本发明涉及用于监测车身组装线的驱动部的方法及其装置，更详细地，本发明涉及能够实时监测多个驱动部装置的运行状态以预测异常征兆的车身组装线的驱动部监测方法及其装置。
背景技术
一般来说，汽车生产工艺包括完成发动机主体的发动机和变速器工艺、形成汽车外观的冲压工艺、通过组装和焊接汽车各部分的面板来产生成品车形状的车身工艺、用于防腐和外观处理的涂装工艺、安装车内外装饰部件的最终组装工艺。
图1是示出一般汽车组装线的图。如图1所示，汽车组装线沿每个工艺阶段建立传送线。在沿传送线设置的轨道上连贯性地执行借助车身传送用大车进行的车身连续传送和借助悬挂式传送装置进行的车身往返传送，从而使车身组装工艺实现为连续自动化工艺。
为了汽车车身组装的连续自动化工艺，确保多台车身传送用大车和多个悬挂式传送装置的运行所需的大量驱动部(马达)的稳定运行是非常重要的。车身组装厂使用的驱动部的数量根据工厂的规模而有所不同，但大约需要几百个。即使只有其中一个发生故障，工厂的连续自动化工艺也会中断，从而造成巨大的风险。在由于驱动部故障而产生停机时间时，预计不仅在修理成本方面而且在由于设备中断而浪费的运行成本和业务影响方面造成巨大的损失。
根据韩国劳动部和韩国职业安全管理机构的最新资料，每年发生的由工业安全事故造成的安全事故受害者约为10万人，将其换算为金钱则每年损失达18万亿韩元。大多数工厂和工业场所由工艺超负荷等引发机器故障事故从而导致诸如火灾、爆炸、泄漏等重大事故。
为了避免由于这些驱动部装置的意外故障造成的停机成本，迫切需要引入预先预测性维护系统。虽然正在以预测性维护的名义做出各种努力，但为了更有效的预测性维护，需要开发更高级别的方法。
以往使用的工业设施驱动部等的设备诊断技术有振动法和油分析法等。油分析法是通过分析设备中使用的油并了解磨损或劣化状态来诊断设备的方法，但是存在准确性差的问题。振动分析法是通过检测设备各部分的振动位移量和加速度来获知缺陷的方法，但是引入成本很高，且难以检测到不规则变动、每分每秒变动、上下左右的不规则振动和变动，从而不能进行实时测量。
此外，振动分析法在10台旋转机器上应用基本花费2-3亿韩元的昂贵的系统。即使仅一个普通小工厂也需要数百个驱动部，因而需要花费数十亿韩元，且实际上很难应用在车身组装厂。另外，需要时常部署能够分析FFT振动分析理论的专业技术人员，从而导致人工成本问题。
韩国专利公开第2011-0072123号(公开日为2011年6月29日)中公开了作为本发明背景的技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供相比现有的设备诊断技术能够以低成本有效地远程监测和诊断多个驱动部装置的状态的车身组装线的驱动部诊断方法及其装置。
技术方案
本发明提供一种用于监测车身组装线的驱动部的方法，所述方法用于监测工作时段和空闲时段中被反复驱动的多个驱动部，所述方法包括如下步骤：针对各所述驱动部，基于在所述驱动部的正常状态下测量的随时间的电流值而存储与所述工作时段的时间长度、所述工作时段的峰值电流、所述工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分所述工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积相关的信息作为所述驱动部的初始数据；针对在所述驱动部的工作期间观测到的各所述工作时段，存储与所述工作时段的时间长度、所述峰值电流、所述恒速时段的平均电流、所述各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据；以及通过将所述观测数据的各信息和所述初始数据的各信息进行对应而将所述观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对各监测因子提供关于所述驱动部的状态监测信息。
其中，所述子时段为按照时间顺序以一定时间单位划分所述工作时段而获得的时段，且按照时间顺序被赋予唯一索引n＝1、…、N，可以在提供所述状态监测信息的步骤中，在关于所述积分面积的监测因子的情况下，将所述工作时段内的第n个子时段的积分面积和与所述正常状态下的第n个子时段的积分面积对应的阈值水平进行比较后，在至少一个子时段的积分面积偏离相应的阈值水平时，将所述驱动部的关于所述积分面积的监测因子判断为异常状态。
此外，可以在提供所述状态监测信息的步骤中，针对所述各监测因子将对应于所述监测因子的观测数据与预设的多级阈值水平进行比较以计算出不同的危险等级并输出与所计算出的相应危险等级对应的警报信息，以文本、表格和图表中的至少一种形式提供关于所述驱动部的状态监测信息，针对所述各监测因子提供与所述多个驱动部中由用户终端选择的驱动部相关的状态监测信息。
此外，可以在提供所述状态监测信息的步骤中，针对所述驱动部，以按时间顺序观测到的多个工作时段为每一组，将所述监测因子的所述危险等级分别计算为M个危险等级中的一者并存储，如果确认到针对所述监测因子的第m个危险等级被存储基准次数以上，则将第m个危险等级更新为比所述第m个危险等级高一个等级的第m+1个危险等级并输出针对所更新的危险等级的附加警报信息。
此外，可以在提供状态监测信息的步骤中，分别提供所述驱动部的随时间的电流图表，其中，将与按时间顺序示出的多个工作时段上的所述峰值电流或所述平均电流对应的点相互连接而成的电流趋势线一同显示在所述电流图表内以提供。
此外，可以在提供所述状态监测信息的步骤中，在对应于所述车身组装线的布局图上将所述驱动部的图标和所述驱动部的唯一代码相关联以显示所述多个驱动部的位置，针对各所述图标显示相应驱动部的瞬时电流值、与所述相应驱动部的通信状态对应的第一灯、与所述相应驱动部的状态监测结果对应的第二灯，在针对所述相应驱动部的全部监测因子都在正常范围内时，所述第二灯显示第一颜色作为所述相应驱动部的代表状态，而在所有所述监测因子中的至少一者偏离所述正常范围时，所述第二灯显示第二颜色作为所述相应驱动部的代表状态。
而且，本发明提供一种用于监测车身组装线的驱动部的装置，所述装置用于监测工作时段和空闲时段中被反复驱动的多个驱动部，所述装置包括：初始数据存储部，其针对各所述驱动部，基于在所述驱动部的正常状态下测量的随时间的电流值而存储与所述工作时段的时间长度、所述工作时段的峰值电流、所述工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分所述工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积相关的信息作为所述驱动部的初始数据；观测数据存储部，其针对在所述驱动部的工作期间观测到的各所述工作时段，存储与所述工作时段的时间长度、所述峰值电流、所述恒速时段的平均电流、所述各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据；以及监测信息提供部，其通过将所述观测数据的各信息和所述初始数据的各信息进行比较而将所述观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对各监测因子提供关于所述驱动部的状态监测信息。
有益效果
根据本发明的用于监测车身组装线的驱动部的方法及其装置具有如下优点：能够将远程的多个驱动部装置的运行状态和初始正常状态进行比较以实时监测多个驱动部的当前状态并预先诊断异常征兆和故障，且相比现有的设备诊断技术能够以低成本有效地监测和诊断远程的许多驱动部装置的状态。
此外，根据本发明，在发生重大事故前预先诊断各驱动部的异常征兆并通知该异常征兆以能够及时维修各驱动部装置和更换部件，且可以大大降低磨损故障期间的故障率。此外，可以在驱动部的初始安装或试运行过程中预先预防由于安装不良引起的问题。
附图说明
图1是示出一般汽车组装线的图。
图2是根据本发明的实施例的车身组装线的驱动部监测装置的结构图。
图3是说明在本发明的实施例中在监测驱动部时使用的四种监测因子的图。
图4是利用图2的装置监测驱动部的方法的流程图。
图5是在本发明的实施例中提供关于驱动部的状态监测信息的画面的示意图。
图6是示出在本发明的实施例中取决于驱动部的各危险等级发生次数的诊断图表的图。
图7是根据本发明的实施例的显示画面的示意图。
图8是利用本发明的实施例测量工作所需时间的方法的概念图。
图9是根据本发明的实施例的驱动部的故障周期发生图表。
<对附图中主要部分的附图标记的说明>
100：驱动部监测装置 110：初始数据存储部
120：观测数据存储部 130：监测信息提供部
具体实施方式
本发明实现一种用于监测车身组装线的驱动部的方法，所述方法用于监测工作时段和空闲时段中被反复驱动的多个驱动部，所述方法包括如下步骤：针对各驱动部基于在驱动部的正常状态下测量的随时间的电流值存储与工作时段的时间长度、工作时段的峰值电流、工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积相关的信息作为驱动部的初始数据；针对在驱动部工作期间观测到的各工作时段存储与工作时段的时间长度、峰值电流、恒速时段的平均电流、各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据；以及通过将观测数据的各信息和初始数据的各信息进行对应而将观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对各监测因子提供关于驱动部的状态监测信息。根据本发明，能够将远程的多个驱动部装置的运行状态和初始正常状态进行比较以实时监测多个驱动部的当前状态并预先诊断异常征兆和故障，且相比现有的设备诊断技术能够以低成本有效地监测和诊断远程的许多驱动部装置的状态。
实施例
对本发明的实施例进行详细说明以使本领域的普通技术人员能够容易地实施本发明的实施例。
本发明涉及用于监测车身组装线的驱动部的装置，提供能够实施监测汽车车身组装的连续自动化工艺中所需的许多驱动部(例如马达)的运行状态以预先诊断各驱动部的异常征兆和故障的方法。
通常，在工厂中安装的各种设备时刻实时产生许多数据，这些数据中包含能够掌握设备状态的直接或间接的重要信息。
本发明的实施例收集从各个驱动部装置测量的电流值并基于所收集的电流值实时提供各驱动部的工作状态等监测信息。驱动部装置以工作时段和空闲时段反复的形式进行工作以在车身组装线中执行连续自动化工艺。工作时段和空间时段可以根据在驱动部装置中感测到的电流值而进行区分。
图2是根据本发明的实施例的车身组装线的驱动部监测装置的结构图。驱动部监测装置100在车身组装工艺中从多个驱动部10实时收集电流值。各驱动部10中设置有用于感测电流值的传感器，感测数据被收集到现场数据收集部20中后经由通信网被传送到驱动部监测装置100。
在图2的情况下，为了便于说明，示出了以有线方式传输感测值，但也可以替换为以无线方式传输。此外，在无线方式的情况下，也可以通过安装或装载在各驱动部10上的基于IoT(物联网)的RF(射频)传感器以无线方式传输感测信息。
在本发明的实施例中，驱动部监测装置100可以相当于管理服务器，通过显示部(监控器)向用户(管理者)提供监测状况和通知信息等。此外，可以以有线/无线方式向经用户认证的用户终端(例如，PC、笔记本、智能电话、智能设备)提供相应信息。
驱动部监测装置100包括初始数据存储部110、观测数据存储部120和监测信息提供部130。
初始数据存储部110针对各个驱动部10存储基于在驱动部10的初始正常状态下获得的随时间的电流值的初始数据(工作时段的时间长度、工作时段的峰值电流、工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积)。稍后将详细描述与上述初始数据相关联的四个要素。
在本发明的实施例中，针对各驱动部分别构建初始数据的原因是，输出可能根据驱动部的种类而有所不同，且即使是同一组的驱动部，每个装置的对应于正常范围的值也可能稍微不同。当然，考虑到在车身组装工厂中需要数百个以上驱动部装置，同一组的驱动部也可以共同使用基于产品的初始规格信息或从一个驱动部样品获得的电流值的初始数据。
图3是说明在本发明的实施例中在监测驱动部时使用的四种监测因子的图。图3中的(a)至(d)都将随时间(横轴)的电流值(纵轴)的测量曲线图分正常状态和异常状态示出。
图3的(a)为示出工作时段的时间长度的曲线图，工作时段的时间长度指的是从驱动部10的电流值超过基准值的开始时刻开始到电流值再次小于基准值的结束时刻之间的长度。工作时段以后具有电流值保持小于基准值的空闲时段和所述工作时段再次重复的形式。图3的(a)将工作时段的时间长度以正常状态为基准增加到一定范围以上的情况示出为异常状态。当然，相反，工作时段的长度短于正常状态的情况也可以属于异常状态。
图3的(b)为示出工作时段的峰值电流的曲线图，峰值以正常状态为基准增加到一定范围以上的情况被例示为异常状态。当然，相反，峰值减小的情况也可以属于异常状态。
图3的(c)为示出包括在工作时段中的恒速时段的平均电流的曲线图，将恒速时段的平均电流以正常状态为基准增加到一定范围以上的情况例示为异常状态。当然，相反，恒速时段的平均电流减小的情况也可以属于异常状态。驱动部(马达)的恒速时段指的是初始峰值电流以后电流值在误差范围内变平稳的稳定时段。
图3的(d)为示出以一定时间单位划分工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积的曲线图，为了便于说明，例示了将t0至t3的时段划分为9个子时段的情况。子时段是以工作时段的开始时刻为起点根据时间顺序以一定时间单位将工作时段划分而得到的且可以根据时间顺序被赋予唯一索引(n＝1、…、N)。电流的积分面积示出电流值随时间的积分。
从所示的两个曲线图可知，工作时段的时间长度是相同的，但是在各个子时段的积分面积中发生偏差。在本实施例的情况下，分别将各子时段的积分面积的值与相应的子时段的预设的正常范围内的值进行比较，即使存在一个面积比正常范围增加或减小一定范围以上的子时段，将积分面积监测因子判断为异常状态。
该本发明的实施例针对各驱动部10预先构建对应于各监测因子的初始数据。初始数据成为针对各因子设置用于判断异常状态的阈值水平的基础资料。例如，以初始正常状态的峰值电流值为基准设置上下允许正常范围，可以将正常范围的上限和下限设置为上下的各阈值水平。此外，也可以根据偏离正常范围的上限和下限的程度设置上下多级阈值水平。可以由用户基于输入信息手动设置阈值水平，也可以由系统自动设置阈值水平。
观测数据存储部120针对在驱动部10的工作期间观测到的各工作时段存储与工作时段的时间长度、峰值电流、恒速时段的平均电流、各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据。也就是说，观测数据存储部120在针对各驱动部10基于当前测量的信息实时存储各监测因子的观测数据时，可以获得针对各工作时段(周期)的观测数据并存储该观测数据。
监测信息提供部130通过将所述观测数据的各信息和所述初始数据的各信息进行对应而将所述观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以基于与各阈值水平的比较结果针对各监测因子提供关于所述驱动部10的状态监测信息。
也就是说，监测信息提供部130针对四种监测因子中的每一者，将观测数据与初始数据进行比较，并与根据初始数据确定的针对各因子的阈值水平进行比较。例如，在峰值电流因子的情况下，可以以初始正常状态的峰值电流为基准确定上下正常范围，且可以根据偏离正常范围的程度设置多级阈值水平。当然，可以分别根据上下偏离正常范围的程度确定多级上限和下限阈值水平。基于正常状态下的值设置阈值水平的方法可以存在多种变型例。
监测信息提供部130可以以图表、表格、文本等形式提供关于各驱动部10的运行状态监测信息，可以基于各驱动部10的ID映射监测信息并提供该监测信息。
其中，在针对各驱动部提供的监测信息的情况下，将监测信息存储在另外的信息存储部(未示出)中以能够对各监测信息进行历史查询和管理，该信息存储部可以与上述各数据存储部110、120一起以集成数据库的形式来管理。当然，集成数据库也可以基于驱动部10的运行状态信息存储可构建的性能标准数据和寿命周期数据。
此外，本实施例还可以设置有预测性维护部(未示出)。该预测性维护部可以基于驱动部10的监测结果提供性能标准数据，生命周期数据和剩余寿命数据，基于注意或警告状态等通知驱动部10维修和部件更换时间，从而可以增加机器的使用寿命。当然，监测信息提供部130可以一起提供上述预测性维护功能。
以下，对根据本发明的实施例的驱动部监测方法进行详细说明。图4是利用图2的装置监测驱动部的方法的流程图。
首先，初始数据存储部110针对各驱动部10基于在驱动部10的正常状态下测量的随时间的电流值确认或计算与工作时段的时间长度A、工作时段的峰值电流B、工作时段中包含的恒速时段的平均电流C、划分工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积D相关的信息，以将所述信息存储作为驱动部10的各监测因子的初始数据(步骤S410)。其中，对四种监测因子A至D的定义参照前面图3的内容。
因此，构建初始信息，然后每当驱动部10工作时获取观测数据。也就是说，观测数据存储部120针对在驱动部10的工作期间观测到的各工作时段存储与工作时段的时间长度A、峰值电流B、恒速时段的平均电流C、各子时段的积分面积D相关的信息作为各监测因子的观测数据(步骤S420)。
然后，监测信息提供部130通过将所述观测数据的各信息和所述初始数据的各信息进行对应而将所述观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对各监测因子提供关于驱动部10的状态监测信息(步骤S430)。
其中，根据当前驱动部10的状态，可以全部监测因子为正常状态，也可以全部监测因子为异常状态，也可以一部分监测因子为异常状态。
例如，步骤S430中，将在当前周期中测量的驱动部10的峰值电流与从初始正常状态的峰值电流获得的阈值水平(阈值峰值电流)进行比较，如果偏离阈值水平，则判断为在当前周期中峰值电流因子存在异常。其中，根据偏离程度可以将异常状态细分为正常、注意、监测、警告、故障等状态。
此外，如果从在驱动部10的当前周期中测量的工作时段的时间长度与初始正常状态下基于数据的阈值水平(阈值时间长度)的比较结果确认到没有偏离阈值水平，则可以判断为在当前周期中工作时段的时间长度因子没有异常。恒速时段的平均电流因子也根据上述原理进行判断。
其中，各子时段的积分面积监测因子的情况使用下列方法。根据任意时间单位将在驱动部10的当前周期中测量的工作时段分为多个子时段，且可以对各子时段赋予唯一索引(n＝1、…、N)。其中，如图3的(d)所示，子时段为根据时间顺序以一定时间单位划分工作时段而获得的时段。
在步骤S430中，在针对各子时段的积分面积监测因子进行比较时，分别将在驱动部10的当前周期中测量的工作时段内的第n个子时段的积分面积和与初始正常状态下的第n个子时段的积分面积对应的阈值水平(阈值面积)进行比较，然后，在总共N各子时段中至少一个子时段的积分面积偏离相应的阈值水平时，可以将当前周期中的积分面积监测因子判断为存在异常。
其中，若工作时段的时间长度因子存在异常，则子时段的划分数量可能大于或小于初始正常状态，因此也可以将各子时段的积分面积因子判断为异常状态。
当然，在恒速时段的平均电流正常且工作时段的时间长度也没有变化但峰值电流大幅增加的情况下，峰值电流监测因子被判断为异常状态，相反，积分面积监测因子可以为异常状态也可以不是异常状态。这是因为即使峰值电流偏离正常状态，相应子时段的面积也可能被计算为在正常范围内。其中，判断是否正常的灵敏度可以根据子时段的划分长度而不同。例如，若子时段宽则即使峰值电流暂时突出也可以将相应子时段的积分面积判断为正常。
根据本发明的实施例，在驱动部进行驱动时四种因子中可以仅一种因子示出为异常状态，也可以两种以上复杂地示出为异常状态。此外，针对一个驱动部的各周期观测的结果可以显示各周期中发生异常状态的因子数量不同。这可能受到驱动部的临时或长期误差、周围噪声、装置老化等的影响。
以下对监测信息提供步骤进行进一步详细说明。
监测信息提供部130可以针对所述四种监测因子中的每一者将对应于所述监测因子的观测数据与预设的多级(M个)阈值水平进行比较，以计算出不同的危险等级，并输出对应于所计算出的危险等级的警报信息。
例如，如果任意监测因子的观测数据偏离第一阈值水平则为注意等级，如果偏离第二阈值水平则为监测等级，如果偏离第三阈值水平则为警告等级，如果偏离第四阈值水平则为故障等级等，可以将对应于各等级的警报信息输出到显示部。当然，可以针对各监测因子分别提供该警报信息。
其中，监测信息提供部130可以以文本、表格、图表中的至少一种形式提供关于各驱动部10的状态监测信息，可以针对各监测因子分别提供与多个驱动部10中用户终端所选择的驱动部10相关的状态监测信息。用户终端可以相当于连接至管理服务器100的有线/无线装置，可以在各种驱动部目录中选择查询对象目录。
图5是在本发明的实施例中提供关于驱动部的状态监测信息的画面的示意图。左上方是用于装置选择的组合框，图5示出在可提供的多个驱动部装置目录中由用户选择对应于B/R MASTER SERVO的驱动部装置以提供针对其的实时瞬时电流值的画面。
参照图5，在步骤S430中，可以针对各周期跟踪并显示电流值的峰值点和恒速点(恒速时段的平均电流点或恒速时段的起始点)。此外，可以设置针对当前选择的驱动部的查询时间，并且不仅可以查询当前数据而且可以查询过去数据，并且可以通过缩小或放大画面来调整显示图表的比例。此外，多重选择作为监测对象的驱动部同时提供能够单独弹出的多选弹出功能。
当然，此外，在步骤S430中，针对驱动部10的各工作时段可以提供各监测因子的判断信息。也就是说，对于图5的图表中的任一工作时段(周期)的点，以表格等形式提供各监测因子是否正常和异常状态信息等。例如，当光标进入某个循环点时，相应信息可以自动显示，光标移出后相应信息可以再次消失。
此外，在步骤S430中，监测信息提供部130分别提供针对驱动部10的随时间的电流图表，其中，以折线等形式将与按时间顺序显示的多个工作时段(周期)上的峰值电流或平均电流对应的点相互连接而形成的电流趋势线一同显示在图表内并提供。因此，可以容易地确认峰值电流、平均电流随时间的变化。
此外，监测信息提供部130可以对针对驱动部10的各周期所判断的监测因子的危险等级进行累积，并基于此再生通知信息。下文对此进行详细说明。
监测信息提供部130针对所述驱动部10，以按时间顺序观测到的多个工作时段(周期)为每一组，将所述监测因子的危险等级分别计算为M个危险等级中的一者并存储。例如，对于一个驱动部，在第一周期中计算各监测因子的危险等级，然后在第二周期中计算各监测因子的危险等级，此后在各周期中也重复该过程并存储(累积)结果。如果在第一至第三周期期间，峰值电流监测因子分别被判断为注意等级、注意等级、注意等级，则峰值电流累积三次注意等级。
此后，监测信息提供部130在确认到针对相应监测因子的第m个危险等级被存储基准次数以上时将第m个危险等级更新为比所述第m个危险等级高一个等级的第m+1个危险等级并输出针对所更新的危险等级的附加警报信息。例如，针对峰值电流监测因子，如果注意等级累积10次以上，则即使最近周期中的判断结果为注意等级，针对相应驱动部的峰值电流监测因子可以提供升级为监测等级而不是注意等级的结果。当然，此外，也可以并行提供最近周期中的判断结果(注意等级)和基于累积次数的判断结果(监测等级)。
图6是示出在本发明的实施例中取决于驱动部的各危险等级发生次数的诊断图表的图。为了便于说明，假设图6基于将各周期的峰值电流因子与各阈值水平进行比较而获得的各危险等级的累计次数。
基本上，异常状态诊断将正常状态的电流与实时电流比较并进行分析。在各周期中生成对应于其的危险等级信号，通过统计过程控制(SPC)对累计发生次数进行计数。其中，将相应危险等级的发生次数与阈值次数(基准次数)进行比较，如果为阈值次数以上则可以更新危险等级。此时，也可以针对各等级设置进行比较的不同的阈值次数。
因此，本发明的实施例也可以简单地提供各周期时段的异常状态诊断结果，但也可以基于到目前为止的各周期的累积风险等级提供基于次数的异常状态信息作为附加警报信息。当然，以升级的时间点为基准在经过一定时间后再次监测，如果确认到正常等级累积至阈值次数以上，则也可以将监测因子再次恢复到注意等级或正常等级。
基于上述危险等级的累积次数的附加通知功能可以与海因法则相关联。海因法则指出，在发生任何重大事故之前，出现25种小事件，在发现该25种事件之前，有超过300种异常征兆。本发明的实施例预先检测并通知针对各监测因子测量的问题，将其检测次数累积以进行附加通知和管理，因此，具有在发生任何大事件之前，可以诱导对驱动部装置进行预先处理(例如，维修、更换)的优点。
图7是根据本发明的实施例的显示画面的示意图。参照图7，监测信息提供部130在对应于车身组装线的布局图上将对应于驱动部10的图标与驱动部10的唯一代码相关联以显示多个驱动部10的位置。此外，如图下部所示，将各驱动部10的唯一代码(ID)与实际名称进行匹配并表示为驱动部列表。
此外，在图7中，监测信息提供部130针对驱动部10的各图标显示与相应驱动部10的瞬时电流值、相应驱动部10的通信状态对应的第一灯和与相应驱动部10的状态监测结果对应的第二灯。
其中，第二灯可以通过改变驱动部图标(四角形形状)本身颜色的方法来驱动。此外，如果相应驱动部10的所有监视因子全部在正常范围内，则第二灯可以显示第一颜色(例如，白色)作为相应驱动部的代表状态，并且如果所有监视因子中的至少一者偏离正常范围，则第二灯可以显示第二颜色(例如，红色)作为相应驱动部的代表状态。其中，根据偏离正常范围的程度，可以通过使用橙色或红色显示最差状态的颜色作为代表状态。
根据上述结构，在现场的整体布局中不仅可以直观地确认每个驱动部的位置，而且可以直观地确认驱动部的状态信息，并且容易地确认需要维修或更换工作的驱动部。
在本发明的实施例中，除上述之外，监测信息提供部130还可以在设置时间期间电流值的上升宽度为基准宽度以上时针对相应驱动部10生成警报。这是因为电流值突然上升到限度以上很可能是由高风险事故引起的。
此外，可以从随时间的电流值判断工作时段和空闲时段，以测量车身组装工艺中的工作所需时间。通常，车身组装工艺中的工作所需时间是与组装线的每单位时间生产台数(UPH:unit per hour)直接相关的因素。因此，需要在新建或改造车身组装线时测量组装工艺的工作所需时间。如果实时确认到连续自动化工艺中所需的驱动部10的工作时间，则可以准确测量组装线的工作所需时间。
图8是利用本发明的实施例测量工作所需时间的方法的概念图。如果车身组装线的工作开始信号输入驱动部10，则驱动部10启动工作开始时间计时器，并启动累积工作时间的程序。将从驱动部10的工作开始时刻到下一个工作开始时刻的时段定义为一个周期。该一个周期示出在正常的工作环境和条件下操作者保持品质条件并以正常的工作速度执行一单位的工作所需的时间。累计到工作结束时刻的测量时间数据记录在相应工艺工作时间的存储装置中。为了便于说明，图8仅示出在工作结束前的总共三个周期。
通常，随着驱动部10的寿命结束，磨损故障迅速发生并且发生驱动部10的工作电流值缓慢地增加或减少的现象。因此，当驱动部的一周期时间、总工作所需时间和到达恒速时段的时间(斜度变化)增加时，驱动部10也可以判断为处于异常状态。
因此，本发明的实施例不仅提供判断驱动部10的工作状态的预测性维护方法，而且提供测量车身组装线的工作所需施加的方法。远程实施检查工作的开始和结束，自动累计工作所需时间并存储在数据库中。利用计算机分析每一周期时间和总工作所需时间，因此可以确认组装线的每单位时间生产台数，且可以基于此寻求提高每单位时间生产台数的方法。
图9是根据本发明的实施例的驱动部的故障周期发生图表。图9具有作为故障率的三种基本类型的递减故障率(DFR，Decreasing Failure Rate)、常数故障率(CFR，ConstantFailure Rate)、递增故障率(IFR，Increasing Failure Rate)混合的形式。通常，机器趋向于在初次安装时由于安装故障频繁发生故障，但是在运行后逐渐恢复稳定，然后随着使用寿命结束，磨损故障迅速发生。
本发明的实施例能够预先识别或预测在磨损故障迅速增加的位置的故障等问题，并制定适当的维护计划，因此能够及时进行机器维修和部件更换，从而能够大幅降低磨损故障期间的故障率，并且也可以减少由于初始安装不良造成的问题。根据该发明的实施例，由初始安装不良造成的故障率和随后由磨损故障造成的故障率分别降低20％，因此故障率总共能够改善40％以上。
上述根据本发明的车身组装线的驱动部监测方法及其装置能够将远程的多个驱动部装置的运行状态和初始正常状态进行比较以实时监测多个驱动部的当前状态并预先诊断异常征兆和故障，且相比现有的设备诊断技术能够以1/40的低成本有效地监测和诊断远程的许多驱动部装置的状态。
此外，根据本发明，在发生重大事故前预先诊断各驱动部的异常征兆并通知该异常征兆以能够及时维修各驱动部装置和更换部件，且可以大大降低磨损故障期间的故障率。此外，可以在驱动部的初始安装或试运行过程中预先预防由于安装不良引起的问题。
此外，根据本发明，每个数据记录可以以30mmsec同时高速处理最多400条驱动部信息，以构建比振动分析有效100倍的数据库。因此，可以通过掌握日常工业设施驱动部运行状况并预先检测和弥补异常征兆来建立适当的维护计划。此外，可以防止组装线停工，使经济损失和生命损失最小化，并确保驱动部工业设施的运行率提高，从而使经济效益最大化。
参照附图所示的实施例描述了本发明，然而应当理解，该实施例仅为示例性的，本领域普通技术人员能够从该实施例得到各种变型和等同的其他实施例。因此，本发明的真正的技术保护范围由所附权利要求书范围的技术思想所限定。

Claims (10)

1.一种用于监测车身组装线的驱动部的方法，所述方法用于监测工作时段和空闲时段中被反复驱动的多个驱动部，所述方法包括如下步骤：
针对各所述驱动部，基于在所述驱动部的正常状态下测量的随时间的电流值而存储与所述工作时段的时间长度、所述工作时段的峰值电流、所述工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分所述工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积相关的信息作为所述驱动部的初始数据；
针对在所述驱动部的工作期间观测到的各所述工作时段，存储与所述工作时段的时间长度、所述峰值电流、所述恒速时段的平均电流、所述各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据；以及
通过将所述观测数据的各信息和所述初始数据的各信息进行对应而将所述观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对所述各监测因子提供关于所述驱动部的状态监测信息。
2.根据权利要求1所述的用于监测车身组装线的驱动部的方法，其中，所述子时段为按照时间顺序以一定时间单位划分所述工作时段而获得的时段，且按照时间顺序被赋予唯一索引n＝1、…、N，
在提供关于所述驱动部的状态监测信息的步骤中，在关于所述积分面积的监测因子的情况下，将所述工作时段内的第n个子时段的积分面积和与所述正常状态下的第n个子时段的积分面积对应的阈值水平进行比较后，在至少一个子时段的积分面积偏离相应的阈值水平时，将所述驱动部的关于所述积分面积的监测因子判断为异常状态。
3.根据权利要求1所述的用于监测车身组装线的驱动部的方法，其中，在提供关于所述驱动部的状态监测信息的步骤中，针对所述各监测因子将对应于所述监测因子的观测数据与预设的多级阈值水平进行比较以计算出不同的危险等级并输出与所计算出的相应危险等级对应的警报信息，以文本、表格和图表中的至少一种形式提供关于所述驱动部的状态监测信息，针对所述各监测因子提供与所述多个驱动部中由用户终端选择的驱动部相关的状态监测信息。
4.根据权利要求3所述的用于监测车身组装线的驱动部的方法，其中，在提供关于所述驱动部的状态监测信息的步骤中，针对所述驱动部，以按时间顺序观测到的多个工作时段为每一组，将所述监测因子的所述危险等级分别计算为M个危险等级中的一者并存储，如果确认到针对所述监测因子的第m个危险等级被存储基准次数以上，则将第m个危险等级更新为比所述第m个危险等级高一个等级的第m+1个危险等级并输出针对所更新的危险等级的附加警报信息。
5.根据权利要求3所述的用于监测车身组装线的驱动部的方法，其中，在提供关于所述驱动部的状态监测信息的步骤中，分别提供所述驱动部的随时间的电流图表，其中，将与按时间顺序示出的多个工作时段上的所述峰值电流或所述平均电流对应的点相互连接而成的电流趋势线一同显示在所述电流图表内以提供。
6.根据权利要求1所述的用于监测车身组装线的驱动部的方法，其中，在提供关于所述驱动部的状态监测信息的步骤中，在对应于所述车身组装线的布局图上将所述驱动部的图标和所述驱动部的唯一代码相关联以显示所述多个驱动部的位置，针对各所述图标显示相应驱动部的瞬时电流值、与所述相应驱动部的通信状态对应的第一灯、与所述相应驱动部的状态监测结果对应的第二灯，在针对所述相应驱动部的全部监测因子都在正常范围内时，所述第二灯显示第一颜色作为所述相应驱动部的代表状态，而在所有所述监测因子中的至少一者偏离所述正常范围时，所述第二灯显示第二颜色作为所述相应驱动部的代表状态。
7.一种用于监测车身组装线的驱动部的装置，所述装置用于监测工作时段和空闲时段中被反复驱动的多个驱动部，所述装置包括：
初始数据存储部，其针对各所述驱动部，基于在所述驱动部的正常状态下测量的随时间的电流值而存储与所述工作时段的时间长度、所述工作时段的峰值电流、所述工作时段中包含的恒速时段的平均电流、划分所述工作时段而形成的各子时段的电流的积分面积相关的信息作为所述驱动部的初始数据；
观测数据存储部，其针对在所述驱动部的工作期间观测到的各所述工作时段，存储与所述工作时段的时间长度、所述峰值电流、所述恒速时段的平均电流、所述各子时段的积分面积相关的信息作为各监测因子的观测数据；以及
监测信息提供部，其通过将所述观测数据的各信息和所述初始数据的各信息进行对应而将所述观测数据的各信息分别与预设阈值水平进行比较，以针对所述各监测因子提供关于所述驱动部的状态监测信息。
8.根据权利要求7所述的用于监测车身组装线的驱动部的装置，其中，所述子时段为按照时间顺序以一定时间单位划分所述工作时段而获得的时段，且按照时间顺序被赋予唯一索引n＝1、…、N，
所述监测信息提供部，在关于所述积分面积的监测因子的情况下，将所述工作时段内的第n个子时段的积分面积和与所述正常状态下的第n个子时段的积分面积对应的阈值水平进行比较后，在至少一个子时段的积分面积偏离相应的阈值水平时，将所述驱动部的关于所述积分面积的监测因子判断为异常状态。
9.根据权利要求7所述的用于监测车身组装线的驱动部的装置，其中，所述监测信息提供部，针对所述各监测因子将对应于所述监测因子的观测数据与预设的多级阈值水平进行比较以计算出不同的危险等级并输出与所计算出的相应危险等级对应的警报信息，以文本、表格和图表中的至少一种形式提供关于所述驱动部的状态监测信息，针对所述各监测因子提供与所述多个驱动部中由用户终端选择的驱动部相关的状态监测信息。
10.根据权利要求9所述的用于监测车身组装线的驱动部的装置，其中，所述监测信息提供部，针对所述驱动部，以按时间顺序观测到的多个工作时段为每一组，将所述监测因子的所述危险等级分别计算为M个危险等级中的一者并存储，如果确认到针对所述监测因子的第m个危险等级被存储基准次数以上，则将第m个危险等级更新为比所述第m个危险等级高一个等级的第m+1个危险等级并输出针对所更新的危险等级的附加警报信息。
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