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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Fernsteuerung, Fernwartung
oder Ferndiagnose von technischen Geräten oder Anlagen mit Kamera,
Kopfhörer
und Mikrofon.
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Technische
Geräte
oder Anlagen, beispielsweise industrielle Waschmaschinen oder Reinigungsanlagen
bedürfen
in gewissen Zeitintervallen einer Inspektion oder Wartung. Bei Defekten
oder Reparaturen ist eine Fehlerdiagnose erforderlich. Bei derartigen
komplizierten Einrichtungen ist stets ein Monteur vor Ort, der diese
Arbeiten durchführt.
Es hängt
vom Fehlerfall ab, ob es sich um eine einfache Aufgabe oder um eine
komplizierte Aufgabe handelt, so dass u. U. Angaben vom Hersteller über Aufbau des
Gerätes
bzw. der Anlage oder Bedienungs-, Reparatur-, Wartungs- und Diagnoseanweisungen
erforderlich sind, oder diese Arbeiten nur von einem Spezialisten
durchgeführt
werden können.
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In
solchen Fällen
kann ein unzumutbarer Stillstand des Gerätes bzw. der Anlage eintreten, wenn
zunächst
Informationen oder Expertenanweisungen vom Hersteller angefordert
werden müssen.
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Durch
die
WO 00/52540 A1 ist
ein Bedien- und Beobachtungssystem für ein Automatisierungssystem,
beispielsweise für
industrielle Maschinen und Anlagen bekannt. Es wird angestrebt,
vorhandene Mobilitätseinschränkungen
des Fachpersonals aufzuheben, wobei die fixe Bindung an Terminals durch
mobile Geräte
ersetzt wird. Zur Erfassung statischer oder dynamischer Dokumentations-
oder Prozessdaten wird eine Datenbrille als Erfassungsmittel oder
Visualisierungsmittel benutzt. Es ist ein AR-System beschrieben, das über eine
Datenverbindung mit dem Automatisierungssystem verbunden ist. Das AR-System
enthält
ein Informationsmodul zur Speicherung und zum Zugriff von bzw. auf
Informationsdaten sowie ein Anwendungsmodul. Das AR-System ist ferner über eine
Datenverbindung mit dem Internet verbindbar. Der Fachmann ist mit
der Datenbrille und einer mobilen Funk-Sende-Einrichtung ausgerüstet und kann sich für Wartungs-
und Servicezwecke frei in der Anlage des Automatisierungssystems
bewegen. Mit Hilfe einer Kamera an der Datenbrille und einem Mikrofon
kann der Zugang zu relevanten Dokumentationsdaten hergestellt werden. Über eine
Funkschnittstelle wird die Verbindung zur Anlage aufgebaut und die
Daten an das AR-System übermittelt.
Es erfolgt eine Auswertung der vom Fachmann erhaltenen Daten und
ein automatischer vom Fachmann gesteuerter Zugriff auf die Informationsdaten.
Die Informationsdaten werden über
die Datenverbindungen an die Funk-Sende-Einrichtung übermittelt.
Insgesamt erfolgt auf Basis der erfassten Arbeitssituation eine
Analyse, die Grundlage für
die Auswahl von Daten aus der aktuellen Datenquelle ist.
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Der
Fachmann wird damit nicht durch ein hinterlegtes gedrucktes Manual
mit Informationen überfrachtet.
Eine Variante sieht vor, dass über
die Internetleitung eine Verbindungsmöglichkeit zu einem entfernten
PC mit einem entfernten Experten besteht, der den Fachmann vor Ort
unterstützt.
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Bei
diesem bekannten Bedien- und Beobachtungssystems besteht eine feste
Datenverbindung zwischen dem AR-System
und der Anlage, während
der Fachmann über
eine Funkverbindung mit der Anlage kommuniziert, wodurch die gewünschte Mobilität erreicht
wird. Mit dem bekannten Bedien- und Beobachtungssystem können Informationen
erfasst und mit vorgegebenen Daten verglichen und abgeglichen werden,
um Informationen zu erhalten, die dem Fachmann Anweisungen erteilen.
Das bekannte Bedien- und Beobachtungssystem besitzt keine programmierbare
Steuereinrichtung, wie Maschinensteuerung mit einem Mikroprozessor,
die mehrere Steuerprogramme von technischen Anlagen, beispielsweise
Wasch- oder Reinigungsprogrammen industrieller Oberflächenbehandlungsanlagen
simulieren oder abfragen bzw. testen kann, entsprechend einem Steuerprogramm
oder Testprogramm, das beispielsweise von einer zentralen Steuereinrichtung
gestartet oder von dort in einen Speicher der Steuereinrichtung
geladen werden kann.
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Durch
das
US-Patent 6 046
712 A ist ein am Kopf des Benutzers zu tragendes Kommunikationssystem,
bestehend Video- und Audiokomponenten bekannt. Zwischen dem Be nutzer
und einer Basisstation kann interaktiv und drahtlos kommuniziert werden.
Es können
von der Basisstation aus dem Benutzer Anweisungen für Reparatur- und Wartungsarbeiten
gegeben werden.
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Im
DE-GM 299 13 605 U1 ist
eine mobile Service-Station beschrieben, die Mess- und Prüfdaten über das
Internet zu einem entfernt agierenden Service-Techniker überträgt. Dem
Service-Techniker wird zwecks Ausführung seiner Tätigkeit
das Bild einer Kamera vom Ort der Service-Handlung übertragen. Mit Hilfe von integrierten
Werkzeugen können Justage-
oder Wartungsarbeiten durchgeführt
werden. Die mobile Service-Station arbeitet ferngesteuert und benötigt keine
Person vor Ort. Eine Sprachkommunikation ist nicht vorhanden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kommunikations- und Datenübertragungseinrichtung
zu schaffen, mit deren Hilfe Bild- und Tonübertragungen vor Ort zwecks
Ferndiagnose oder Fernwartung auf einfache Weise möglich sind.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
in Anspruch 1 aufgeführten
Maßnahmen
gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Mit
der Erfindung können
Bild- und Tonaufnahmen für
Reparatur- oder Wartungszwecke vor Ort gemacht und an eine weit
entfernte Zentrale gesendet werden. Von der Zentrale aus, können die
Bild- und Tonaufnahmen analy siert und die Ergebnisse in Form eines
Dialoggespräches
vermittelt werden.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht zunächst darin, dass eine am oder
auf dem Kopf einer Person tragbare Einheit geschaffen ist, die eine
Videokamera, einen Kopfhörer
und ein Mikrofon enthält,
die der Person die Möglichkeit
geben, beide Hände
frei zu haben, damit beispielsweise bei beengten Raumverhältnissen,
wie an oder in Waschmaschinen oder Oberflächenbehandlungsanlagen, Behältern, Kesseln,
Rohrleitungen, Gerüsten
u. dgl. ein sicherer Arbeitsplatz gegeben ist, so dass gearbeitet
werden kann, ohne noch zusätzlich
auf Kamera und Mikrofon zu achten, um eine bestimmte Kameraeinstellung
einer Szene vorzunehmen und diese Bildszene zu beschreiben. Dabei
ist es lediglich erforderlich, dass die Kamera das aufnimmt, was
die Person sieht, also Aufnahmebereich der Kamera und Augen- Sichtfeld in
Deckung zu bringen sind. Bei einer entsprechenden Justierung der
Einheit, braucht dann diese Einheit nur noch mit Hilfe einer geeigneten
Halterung aufgesetzt zu werden. Als Träger dieser Einheit kann ein
Sicherheitshelm, eine Sicherheitsbrille oder ein Haltebügel verwendet
werden.
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Die
Kamera ist vorteilhaft eine Autofocus-Kamera, so dass manuelle Scharfeinstellungen
entfallen. Die genannten Geräte
sind über
Anschlussleitungen mit einer am Körper zu tragenden Sende- und Empfangsstation
verbunden, von und/oder zu der Bild-, Ton- bzw.- Steuerinformationen
empfangen und gesendet werden können.
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Damit
bietet sich die Möglichkeit
auch ohne Leitungsverlegung eine drahtlose Informations- und Datenübertragung
von der Sende- und Empfangsstation am Körper zu einer zweiten Sende-
und Empfangsstation zu schaffen, die Bestandteil einer mobilen Steuereinrichtung
ist, die eine elektronische Steuereinrichtung mit einen Mikroprozessor
enthält.
Die mobile Steuereinrichtung mit ihrer Sende- und Empfangsstation
ist im Empfangsbereich der ersten Sende- und Empfangsstationen aufgestellt.
Der Empfangsbereich kann einige Hundert Metern betragen.
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Ein
Breitbanddatennetz, beispielsweise das übliche ISDN- Netz bietet die
Möglichkeit
Bild-, Ton- und Datensignale zu übertragen,
so dass für
die weitere Kommunikation und Datenübertragung dieses Datennetz
benutzt werden kann, um die Verbindung zu einer weit entfernten
zentralen Steuereinrichtung herzustellen. Hierfür sind Modems für die mobile
und die zentrale Steuereinrichtung wie üblich vorgesehen. Je nach Datenrate
des Datennetzes können Echtzeit-Videoübertragungen
oder Standbilder übertragen
werden.
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Die
zentrale Steuereinrichtung weist Bildwiedergabegeräte, wie
wenigstens einen Monitor und ggf. auch Bilderzeugungsgeräte, wie
beispielsweise eine Videokamera auf, mit der auch eine Bildübertragung
zu einem Monitor vor Ort möglich
und nötig
sein kann. Ferner sind Sprachausgabe- und Sprachwiedergabegeräte, wie
wenigstens je ein Kopfhörer
und Mikrofon vorhanden.
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Die
zentrale Steuereinrichtung enthält
einen Rechner sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise
auch Bilddatenverarbeitungseinrichtung sowie Speicher für Datenverarbeitungsprogramme
oder Steuerprogramme, Diagnoseprogramme u. dgl., mit denen vorgegebene
Schritte bei Wartung, Diagnose oder Reparatur abgearbeitet werden
können,
um neben Bild- und Tonübertragung
zusätzlich noch
eine Fernanalyse von Mängeln,
Fehlern oder Störungen
per Datenfernübertragung
vornehmen zu können.
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Für diesen
Zweck besitzt die mobile Steuereinrichtung eine, bzw. je eine Bild-,
Ton- und Datenschnittstelle mit der eine Anpassung an unterschiedliche Übertragungsmedien
oder Protokollen erfolgt.
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Die
elektronische Steuereinrichtung der mobilen Steuereinrichtung führt in Abhängigkeit
von der zentralen Steuereinrichtung Steuerprogramme aus, insbesondere
solche für
die Fernwartung oder Ferndiagnose externer Geräte oder Anlagen.
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Für diese
Aufgaben kann die mobile Steuereinrichtung eine Datenschnittstelle
bzw. mehrere Schnittstellen aufweisen, an die über Kabel Kommunikationsgeräte aber
auch Diagnoseleitungen direkt an das externe Gerät oder die Anlage angeschlossen werden,
um beispielsweise die in einem Speicher abgelegten Daten abzurufen
und in der zentralen Steuereinrichtung mit einem dort abgelegten
Programm zu vergleichen.
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Vorteilhaft
kann eine Datenschnittstelle auch in der tragbaren Sende- und Empfangsstation
enthalten sein, so dass Übertragung
der Diagnosedaten drahtlos erfolgen kann. Mit der zentralen Steuereinrichtung
kann über
die mobile Steuereinrichtung und der Datenschnittstelle eine Programmierung,
Programmänderung
oder eine Prüfplatzneuprogrammierung
erfolgen der Geräte
und Anlagen erfolgen.
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Diese
Maßnahmen
werden vorteilhaft als Ergänzung
mit der Bild- und Sprachinformation vorzunehmen sein.
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Nachfolgend
ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 die
schematische Darstellung der Einrichtung zur Fernwartung oder Ferndiagnose
von industriellen Anlagen,
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2 die
funktionelle Einheit aus Videokamera, Kopfhörer und Mikrofon und der damit
verbundenen tragbaren Sende-Empfangsstation.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
weist eine am Kopf einer Person tragbare funktionelle Einheit 1 aus
einer Videokamera 2, einem Ohr- oder Kopfhörer 3 und
einem Mikrofon 4 auf, die über elektrische Verbindungsleitungen 5 und 6 mit
einer am Körper
der Person tragbaren Sende- Empfangsstation 7 verbunden
sind. Die Sende- und Empfangsstation 7 weist eine Sende-
und Empfangsantenne 8 auf. Die funktionelle Einheit 1 kann
beispielsweise einen Haltebügel 9 aufweisen,
der am Kopf der Person gehalten ist und an dem eine nicht näher bezeichnete drehbare
Halterung für
die Kamera 2 angebracht ist. An dem Haltebügel 9 sind
ferner Kopfhörer
und Mikrofon 4 befestigt. Alle Teile sind so an dem Haltebügel angebracht,
dass sie in die passende Position gebracht, beispielsweise gedreht
oder geschwenkt werden können.
Das trifft in besonderem Maße
für die
Videokamera 2 zu, die derart justierbar sein soll, dass sie
stets das im Blickfeld A liegende Arbeitsumfeld B erfasst, d. h.
es soll die Einzelheit mit Videokamera 2 aufgenommen werden,
welche die Person betrachtet.
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Unter
der erfindungsgemäßen funktionellen Einheit
ist auch eine solche Anordnung zu verstehen, die aus einer herkömmlichen
Kombination aus Kopfhörer
und Mikrofon besteht, wobei die Kamera 2 separat davon,
beispielsweise an einer Schutzbrille 10, beispielsweise
an einem Brillenbügel 11 mit
einem Clip 12 befestigt ist. Es ist auch eine Einheit denkbar, die
als Träger
einen Schutzhelm 13 benutzt, an dem oder in dem Kamera 2 und
Kopf hörer
und Mikrofon befestigt sind. Wichtig ist, dass die Person die Hände für die Wartungsarbeit
frei hat.
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Die
Sende- und Empfangsstation 7 kann beispielsweise am Hosengurt
befestigt werden, wobei es sich bei den Verbindungsleitungen 5 und 6 um eine
Bild- und eine Tonleitung handelt, die am Körper der Person gesichert gehalten
ist. Eine derart ausgerüstete
Person, kann ohne wesentliche Beeinträchtigungen in der Bewegung
auch unter beengten Raumverhältnissen
arbeiten und Videobilder direkt vom Arbeitsfeld aufnehmen, sowie
entsprechende Kommentare oder Erklärungen dazu machen. Die Videobilder
können
in der weit entfernten Zentrale empfangen werden. Ferner kann diese
Person Anweisungen von Experten aus der Zentrale erhalten und direkt
umsetzen unter ständiger
Kontrolle der Experten.
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Um
eine derartige Kommunikation zu ermöglichen, ist eine mobile Steuereinrichtung 14 vorgesehen,
die eine weitere Sende-Empfangsstation 15 enthält. Beide
Sende-Empfangsstationen 7 und 15 sind Funkstationen
die Bild, Ton oder Steuerinformationen in beide Richtungen übertragen
können.
Selbstverständlich
kann an Stelle der Funkübertragung
auch eine leitungsgebundene Übertragung
gewählt
werden.
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Die
mobile Steuereinrichtung 14 enthält ferner eine elektronische
Steuereinrichtung 16, wie Maschinensteuerung mit einem
Mikroprozessor. Diese Maschinensteuerung ist programmierbar und
kann vorteilhaft mehrere Steuer programme von technischen Anlagen,
beispielsweise Wasch- oder Reinigungsprogramme industrieller Oberflächenbehandlungsanlagen
simulieren oder abfragen bzw. testen, entsprechend einem Steuerprogramm
oder Testprogramm, das beispielsweise von der Zentrale gestartet
oder von dort in einen Speicher der Maschinensteuerung geladen wird.
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Die
mobile Steuereinrichtung 14 kann beispielsweise in einen
Handkoffer enthalten sein, den die Wartungsperson mitbringt. Für die Übertragung der
Bild-, Ton- oder Steuerinformationen zur Zentrale wird ein übliches
Breitbandnetz wie das ISDN-Netz mit dynamischer. Standleitungen
benutzt. Die mobile Steuereinrichtung 14 hat entweder eine
Schnittstelle für
den Anschluss eines Modems 17 oder das entsprechende Modem
ist bereits in der Steuereinrichtung 16 enthalten, so dass
ein vorhandener ISDN-Anschluss benutzt werden kann. Die Datenanpassung
an beide Übertragungsnetze
(Funk- und Breitbandnetz) erfolgt in der Steuereinrichtung 16 mit einem
entsprechenden Gateway.
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Die
zentrale Steuereinrichtung 18 kann sich beim Hersteller
der Anlage oder in einem Servicezentrum befinden. Sie umfasst Bildwiedergabegeräte oder
Bilderzeugungsgeräte
wie wenigstens einen Monitor 19 oder eine Videokamera,
ferner Spracheingabegeräte
und Sprachausgabegeräte,
wie beispielsweise ein Mikrofon und einen Kopfhörer 20, 21. Die
zentrale Steuereinrichtung 18 umfasst ferner einen elektronischen
Rechner 22 mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 23 sowie
einen Datenspeicher 24 für Datenverarbeitungsprogramme.
Mit dieser Diagnoseeinheit können
Untersuchungen per ISDN-Netz (Breitbandnetz) über das Modem 25 aus der
Ferne im Gesamtsystem einer industriellen Anlage erfolgen. Bild,
Ton und Software werden über ISDN-Leitungen
(Breitbandleitungen) übertragen
und erlauben so die direkte Fernanalyse von Mängeln, Fehlern oder Störungen.
Selbst Programmänderungen
oder Prüfplatzneuprogrammierungen
sind möglich.
Es sei noch erwähnt,
dass es zweckmäßig ist, dass
für die
genannten industriellen Anlagen ein ISDN-Modemanschluss vorgesehen
sein sollte.
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Alternativ
oder zusätzlich
zur Datenschnittstelle 28, die Bestandteil der Steuereinrichtung 14 ist, kann
die Sende- und Empfangsstation 7 eine Datenschnittstelle 29 enthalten,
so dass Steuerdaten über Funk
von der Sende- und
Empfangsstation 15 zur Sende- und Empfangsstation 7 übertragen
werden können.
Die industrielle Anlage mit ihrem ISDN-Anschluss kann dann über die
Schnittstelle 29 angeschlossen werden. Für diesen
Fall kann die Sende- und Empfangsstation 15 noch einen
Datensender 30 und die Sende- und Empfangsstation 7 noch
einen Datenempfänger 31 enthalten.