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Die
Erfindung betrifft eine universell einsetzbare Fernwartungseinrichtung
für Druckmaschinen zur
gleichzeitigen Übertragung
von Druckmaschinen-, Audio- und Videodaten über eine Fernwartungsverbindung.
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An
Druckmaschinen laufen programmgesteuert sehr komplexe Prozesse der
Farbübertragung,
der Bedruckstoffkonditionierung und des lagegenauen Bedruckstofftransportes
ab, die im Störfall nur
von in der Regel nicht in den Druckereien verfügbarem Servicepersonal selbst
diagnostiziert oder gezielt beeinflusst werden können. Zur Minimierung von Ausfallzeiten
und zur Einsparung von Wartungskosten hat es sich bewährt, Fehlerquellen
an der gestörten
Druckmaschine über
Fernwartung vom Servicezentrum des Druckmaschinenherstellers aus
zu ermitteln und geeignete Maßnahmen
vor Ort einzuleiten. Dazu ist eine Video- und Maschinendatenübertragung
von der betroffenen Druckmaschine zum Servicezentrum mit Hilfe einer
Fernwartungseinrichtung zur Diagnose von Funktionsabläufen Vorraussetzung.
Mittels Sprachkommunikation mit dem Bedienpersonal vor Ort kann
die Fehlerursache konkretisiert und das weitere Vorgehen zur Fehlerbeseitigung
abgestimmt werden.
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Die
Fernwartung von Druckmaschinen ermöglicht das Auslesen von Programmabläufen, das Dokumentieren
von Maschinenparametern und Zustandsdaten sowie die Veränderung
der Druckmaschinensteuerungsprogramme. Über eine Fernwartung sind ebenso
auch Programmupdates oder -erweiterungen für die Steuerprogramme der Druckmaschinen
möglich.
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Bisher
zur Fernwartung bekannte Einrichtungen weisen Einschränkungen
in der Flexibilität
und im Funktionsumfang auf, so dass eine Fernwartung, insbesondere
an älteren
Maschinen, aus Kompatibilitätsgründen nicht
realisierbar war oder die eingeschränkten Diagnosemöglichkeiten
der Fernwartungseinrichtung konnten die kostenintensive Entsendung
von Servicepersonal zur Druckerei nicht ersetzen.
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Aus
der
EP 0727313 A1 ist
eine Druckmaschine bekannt, die in Verbindung mit einer Ferndiagnose-
und Fernwartungsstation, in der ein Monitor installiert ist, steht,
wobei die Druckmaschine über Datenverbindungen
(z.B. ISDN) mit der Ferndiagnose- und Fernwartungsstation verbunden
ist, ein in einem Steuerpult der Druckmaschine integriertes oder in
der Nähe
des Steuerpultes angeordnetes, einen Rechner umfassendes Video-
und Audiokommunikationssystem vorgesehen ist, das über Video- und/oder
Audiokanäle
mit einzelnen Baueinheiten der Druckmaschine verbunden ist, wobei
der Rechner die von der Druckmaschine empfangenen Video- und/oder
Audiodaten für
die Übertragung über die Datenverbindungen
aufbereitet und die Video- und/oder Audiodaten an dem Monitor der
Ferndiagnose- und Fernwartungsstation anzeigbar sind. Nachteilig
ist der hohe Aufwand für
die Ausstattung jeder der Druckmaschinen mit einem darin integrierten
Audio-/Videoübertragungssystem
und die mangelnde Flexibilität.
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Aus
der
EP 1155851 A1 ist
eine Ferndiagnose- und -wartungseinrichtung mit einem Audio-/Video-Arbeitsplatz
und mit einer ISDN-Verbindung zu einer Servicestation des Druckmaschinenherstellers bekannt,
die auf ein mit den Leitständen
der Druckmaschinen oder Beistellungen verbundenes Druckereinetzwerk
geführt
ist. Damit ist zeitgleich die Fernwartung einer innerhalb des Druckereinetzwerkes auswählbaren
Druckmaschine über
die Servicestation und eine Videokonferenz zwischen der Ferndiagnose-
und -wartungseinrichtung und der Servicestation möglich. Mit
dem integrierten Multimediasystem ist die Aufbereitung von Offline-Aufnahmen
einer nicht fest installierten Digitalkamera möglich.
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Nachteilig
an dieser Lösung
ist, dass der Audio-/Video-Arbeitsplatz ortsfest in das Druckereinetzwerk
eingebunden ist und die an den Arbeitsplatz gebundenen Audio- und
Videoaufnahmemittel nur für die
Realisierung von Videokonferenzen zwischen Servicestation und Ferndiagnose-
und -wartungseinrichtung vorgesehen sind. Weiterhin kann die ISDN-Kanalverwaltung über Umschalter
für die
Zuweisung der den einzelnen Signalkomponenten zur Verfügung stehenden
Signalübertragungsbandbreite nicht
die optimale Nutzung der verfügbaren Übertragungskapazität sicherstellen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flexibel sowohl
für die
Neuausstattung als auch für
die Nachrüstung
von Druckmaschinen einsetzbare Fernwartungseinrichtung zu schaffen, die
eine hohe Flexibilität
und Qualität
bei der Maschinen-, Audio- und Videodatenerfassung gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des 1. Anspruchs
gelöst.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass die Fernwartungseinrichtung aufgrund
der verschiedenen Schnittstellen für die Fernwartungsverbindung
zur Druckmaschine sehr flexibel an einer Vielzahl von Druckmaschinentypen – auch an älteren Baureihen – ohne Vorbereitungsarbeiten
einsetzbar ist und sie bietet durch die hohe Mobilität der Audio-
und Videodatenerfassung den wesentlichen Vorteil, das die Diagnose
bzw. Kommunikation zeitgleich an verschiedenen Stellen und unabhängig voneinander
ermöglicht
wird.
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Die
Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Die dazugehörige
einzige Zeichnung hat folgende Bedeutung:
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1 schematische
Darstellung der Fernwartungseinrichtung
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Zwischen
einem Druckmaschinenstandort und dem Servicezentrum 1 des
Druckmaschinenherstellers bzw. -lieferanten besteht i.a. eine ISDN-Verbindung,
die für
die Fernwartungsverbindung 2 zwischen beiden Standorten
nutzbar ist. Sollte dies nicht der Fall sein, muss alternativ eine
UMTS- oder Satellitenverbindung aufgebaut werden. Über die
Fernwartungsverbindung 2 sind Maschinendaten (Programme,
Zustandsdaten, Messwerte) und Audio- und Videosignale von beliebigen
Quellen übertragbar. Über eine
ISDN-Verbindung
ist ohne Kanalbündelung
ein Datenstrom von 64 kbit/s übertragbar. Dies
reicht bei Einsatz einer dynamischen Bandbreitensteuerung zur Optimierung
der Anteile der Druckmaschinen-, Audio- und Videodatenströme bei der
bidirektionalen Datenübertragung
aus für
eine ausreichend hohe Qualität
insbesondere von komprimierten Videosignalen.
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Wie
aus der 1 ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Fernwartungseinrichtung
FW dazu zumindest mit einem ISDN-Modem ausgestattet. Bei der bevorzugten
Verwendung eines kommerziellen ISDN-Routers 3 wird die
Nutzung mehrerer für
die Datenübertragung
freien ISDN-Kanäle
je nach Ausbaugrad der Telefonanlage in der Druckerei und damit
eine Steigerung der Datenübertragungsrate
und somit insbesondere der Bildauflösung möglich. Bei Bestehen einer DSL-Verbindung
zum Servicezentrum 1 kann auch ein DSL-Splitter und Modem in der Fernwartungseinrichtung
FW vorgesehen sein.
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Im
ISDN-Router 3 erfolgt neben der Übertragungskanalverwaltung
gleichzeitig die Signalumsetzung von ISDN auf Ethernet (ISDN/Ethernet-Gateway 4).
Der ISDN-Router 3 ist einem Ethernet-Switch 10 für die Datenübertragung
aus einem/in ein Druckmaschinennetzwerk 14 vorgeordnet
und über
bekannte Schnittstellen (z.B. USB) mit einem mobilen Computer PC
(Laptop) gekoppelt, in dem alle für die Steuerung des Datenhandlings
erforderlichen Hard- und Softwaremodule integriert sind.
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Zunächst ist
der Computer PC mit einem geeigneten Betriebssystem (Windows, Linux)
ausgestattet. Zur Verbesserung der Flexibilität und der Anpassung an möglichst
viele Druckmaschinenkonfigurationen kann der Computer PC über mehrere
Betriebssysteme verfügen.
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Zur
Kommunikation mit dem Servicezentrum 1 und mit dem Leitstand
der zu diagnostizierenden Druckmaschine 15 ist eine spezifische
Fernwartungssoftware 6 für das Auslesen und Auswerten
von Druckmaschinendaten, für
das Darstellen von Video- und Druckmaschinendaten auf dem Bildschirm 5 der Fernwartungseinrichtung
FW und für
die Wiedergabe und das Speichern von Druckmaschinen-, Audio-, und
Videodaten sowie für
die Programmierung von Druckmaschinensteuerungen implementiert.
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Weiterhin
ist ein hard- oder softwarebasierter Terminalserver 7 für die Umsetzung
von Ethernetsignalen in serielle Signale im Computer vorgesehen. Dem
Terminalserver 7 ist eine serielle Schnittstelle 12 zugeordnet,
die den direkten Anschluss der Fernwartungseinrichtung FW an den
Leitstand insbesondere von älteren
Druckmaschinen gestattet. Moderne Druckmaschinen verfügen anstelle
des seriellen Eingangs über
eine Ethernet-Schnittstelle.
Die Fernwartungseinrichtung ist dazu entweder mit einer zusätzlichen
Netzwerkkarte mit Ethernet-Schnittstelle 11 ausgerüstet oder über den
Ethernet-Switch 10 anschließbar.
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Das
Konferenzsystem 8, 16 kann softwarebasiert im
Computer implementiert sein (8), wobei im Computer zusätzliche
Audio- und Video-Eingänge 17 vorhanden
sind, wird jedoch in einer bevorzugten Variante von einem kommerziell
verfügbaren,
hardwarebasierten Konferenzsystem 16 gebildet, dass für die speziellen
Anforderungen der Druckmaschinendiagnose (höhere Auflösung und Bildfrequenz zur Erfassung
schneller Objektbewegungen, wie z.B. rotierende Zylinder) durch
die Implementierung dafür
geeigneter Videodaten-Komprimierungsverfahren (z.B. MPEG4-Videocodec)
modifiziert ist. Das Konferenzsystem 8, 16 steuert
das bidirektionale Audio- und Videosignalmanagement.
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Dem
Konferenzsystem 8, 16 sind über Audio- und Videoeingänge Sende-
und Empfangseinheiten 18, 19 für Audio- und Video-Signale
zugeordnet. Eine der Sende- und Empfangseinheiten 18 für Audio-
und Video-Signale ist z.B. mit einer USB 2.0-Schnittstelle an das
Konferenzsystem 8, 16 angeschlossen. Das Gegenstück der Funkstrecke
bildet mindestens eine weitere Sende- und Empfangseinheit 19 für Audio-
und Video-Signale, mit dem mindestens eine Videokamera 20 und/oder
ein Kopfhörer-Mikrofon-Set 21 über Kabel
verbunden ist. Die Videokamera 20 ist eine Industriekamera
oder ein üblicher
Camcorder mit integrierter Signalkomprimierung zur Reduktion des
Videodatenstromes (z.B. MPEG). Sofern ein analoger Videosignalausgang
(Videoausgang) der Kamera 20 genutzt wird, sind die Sende- und
Empfangseinheiten 18, 19 mit Analog/Digitalkonvertern
ausgestattet. Die Funkstrecke überträgt die digitalisierten
Audio- und Videosignale im freien 433 MHz und/oder 2,4 GHz-Bereich.
Die Sende- und Empfangseinheiten 18, 19 verfügen zur
Erzielung der gewünschten
hohen Mobilität über erhöhte Sendeleistungen
(ca. 4 Watt). Mit einer Sendeleistung von 4 Watt wird der Aktionsradius
der Audio- und Videoaufnahmemittel 20, 21 auf
bis zu 100 m erhöht
bzw. auf kürzeren
Funkstrecken eine vorteilhafte Unempfindlichkeit gegenüber Störsignalen
erreicht. Durch die Funkstrecke wird der Einsatz mehrer Videokameras 20 und/oder
Kopfhörer-Mikrofon-Sets 21 möglich, so
dass gleichzeitig an unterschiedlichen Orten Videosequenzen aufgenommen
und zur Fernwartungseinrichtung FW übertragen werden können bzw.
mit mehreren Personen kommuniziert werden kann. Die Sende- und Empfangseinheiten 18, 19 haben
die Abmessungen üblicher
Sprechfunkgeräte
und können leicht
vom Bedienpersonal mitgeführt
werden bzw. vor Ort abgestellt werden. Zur Sicherstellung längerer Einsatzzeiten
bei konstant hoher Sendeleistung können die Sende- und Empfangsteile 18, 19 mit
Ladenetzteilen ausgestattet sein, die aus Steckdosen versorgt werden,
die z.B. an den Druckmaschinen für Zusatzgeräte vorgesehenen
sind.
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Zur
Gewährleistung
der Videodatenübertragung
in hoher Auflösung
bei geringer Übertragungskapazität (nur ein
freier ISDN-B-Kanal) oder zur bevorzugten Übertragung von Fernwartungsdaten
kann der Computer PC zusätzlich
ein Modul 9 zum Komprimieren, Zwischenspeichern und zeitversetztem Senden
von Videodaten aufweisen. Eine optimale Nutzung der für die Datenübertragung
verfügbaren Übertragungskanäle wird
durch ein im Computer PC integriertes Modul 22 zur dynamischen
Bandbreitensteuerung für
die Druckmaschinen-, Audio- und Videosignalübertragung zum Servicezentrum 1 erreicht. In
Abhängigkeit
von vorzugebenden Prioritätsregeln werden
den vorzugsweise zu übertragenden
Signalen die zur verlustfreien Übertragung
erforderlichen Anteile an der Übertragungsbandbreite
reserviert. Dieses Modul 22 ist der Schnittstelle zum ISDN-Router
zugeordnet.
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Die
gesamte Fernwartungseinrichtung FW findet in einem Aktenkoffer oder
zumindest in einem transportablen Arbeitsplatzcomputer Platz.
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Zur
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung:
Mit
der erfindungsgemäßen Fernwartungseinrichtung
FW sind gleichzeitig drei Funktionen unabhängig voneinander ausführbar, wobei
jede Funktion jederzeit zu- oder abschaltbar ist:
- – Online-Maschinendatendiagnose
und -Fernwartung einer Druckmaschine 15,
- – Übertragung
von Videosignalen von einer Druckmaschine 15 zum Servicezentrum 1,
- – Sprachkommunikation
zwischen dem Bedienpersonal und dem Servicepersonal mittels Kopfhörer-Mikrofon-Sets 21 oder
Tonübertragung
von einer Druckmaschine mittels Mikrofon an die Servicestation 1.
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Aufgrund
der Mobilität
der Aufnahmemittel 20, 21 ist es möglich, z.B.
Videos vom Druckwerk einer Druckmaschine zu übertragen und gleichzeitig mit
dem Bedienpersonal am Leitstand der Druckmaschine zu kommunizieren,
während
die Fernwartung an einer anderen Druckmaschine läuft.
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Tritt
an einer Druckmaschine 15 ein Störfall auf, wird die Fernwartungseinrichtung
FW zunächst mit
dem nächstgelegenen
ISDN-Anschluss verbunden, der entweder am Leitstand oder in einer
Druckerei mit vernetzten Druckmaschinen am übergeordneten Drucksaal-Leitstand
vorhanden ist. Aufgrund der hohen Reichweite der Funkstrecke 18, 19 von
bis zu 100 m kann auch ein weiter entfernter ISDN-Anschluss problemlos
genutzt werden.
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Danach
erfolgt die Verbindung der Fernwartungsstation FW mit der gestörten Druckmaschine 15.
Dafür kann
die serielle Schnittstelle 12 insbesondere bei älteren Druckmaschinen
genutzt werden, moderne Druckmaschinen werden über die Ethernet-Schnittstelle 11 angeschlossen.
Bilden mehrere Druckmaschinen ein lokales Netzwerk 14,
erfolgt der Anschluss mittels Ethernet-Switch 10, der die
Adressierung der ausgewählten
Maschine übernimmt.
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Nach
dem Aufbau der Fernwartungsverbindung 2 und dem Start der
Fernwartungssoftware 6 wird zunächst die Beschreibung des Problems
durch das Bedienpersonal unter Nutzung des Kopfhörer-Mikrofon-Sets 21 erfolgen.
Das Bedienpersonal begibt sich daraufhin mit der Videokamera 20 zur Druckmaschine 15 und
startet die Bildübertragung von
der Störstelle.
Aufgrund der großen
Reichweite der Funkstrecke ist selbst bei langen Maschinen oder in
Drucksälen
jede Maschinenbaugruppe einer visuellen Beobachtung mit Hilfe der
Videokamera zugänglich.
Die aufgenommenen Videosequenzen werden über die aktivierten Sende-
und Empfangseinheiten 18, 19 an die Fernwartungseinrichtung
FW übertragen,
im Konferenzsystem 8, 16 komprimiert und an den
Computer PC übertragen,
der die Video-, Ton- und ggf. bereits vom Servicepersonal abgerufene Druckmaschinendaten
zusammenführt
und an den ISDN-Router 3 weiterleitet. Das Servicepersonal
im Servicezentrum 1 hat dabei die Möglichkeit, das Bedienpersonal
vor Ort über
das mobile Kopfhörer-Mikrofon-Set 21 und
anhand der hoch aufgelösten
Videobilder exakt einzuweisen und mit Hilfe der Zoomoptik der Videokamera 21 detailreiche
Bilder auch kleinster Funktionsbaugruppen zu erhalten, so dass nunmehr
neben der Maschinendatendiagnose auch eine visuelle Diagnose von
Verschleißprozessen,
Zustell- oder Positioniervorgängen
oder Bogenbeschädigungen
durch das Servicepersonal mit geringem Aufwand realisierbar ist,
wodurch die Diagnosesicherheit wesentlich verbessert wird.
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Im
Anschluss an die Fehlerdiagnose wird – sofern ein Softwarefehler
im Steuerprogramm vorlag – die
Fernwartung der Druckmaschine 15 eingeleitet, die z. B.
im Übertragen
verbesserter Steuerprogramme oder Programmupdates, die im Servicezentrum 1 des
Druckmaschinenherstellers erstellt wurden, in den Steuerrechner
der Druckmaschine 15 bestehen kann.
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Insbesondere
bei Video- und Tonübertragung
und gleichzeitiger Übertragung
von Fernwartungsdaten reicht die praktisch zur Verfügung stehende
ISDN-Bandbreite in der Regel nicht aus. Infolge dessen muss die
verfügbare Übertragungskapazität entweder
sequentiell oder partiell auf die Druckmaschinen-, Audio- und Videodatenströme aufgeteilt werden.
Diese Aufgabe übernimmt
das implementiertes Computer-Modul 22. Die Aufteilung der Übertragungskapazität erfolgt
dabei dynamisch in Abhängigkeit
von der Priorität
der Daten und abhängig
vom Datenumfang. Auf diese Weise ist gesichert, dass auch bei ge ringen
freien Übertragungskapazitäten die
Bildauflösung
der Videoaufnahmen nicht wesentlich reduziert werden muss.
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- 1
- Servicezentrum
- 2
- Fernwartungsverbindung
- 3
- ISDN-Router
- 4
- ISDN/Ethernet-Gateway
- 5
- Bildschirm
- 6
- Fernwartungssoftware
- 7
- Terminalserver
- 8
- Konferenzsystem
(Software)
- 9
- Modul
für zeitversetztes
Senden
- 10
- Etherneth-Switch
- 11
- Ethernet-Schnittstelle
- 12
- serielle
Schnittstelle RS232
- 13
- USB-Schnittstelle
- 14
- Druckmaschinen-Netzwerk
- 15
- Druckmaschine
- 16
- Konferenzsystem
(extern, Hardware)
- 17
- Audio-
und Videoeingänge
- 18
- Sende-
und Empfangseinheit an der Fernwartungseinrichtung
- 19
- mobile
Sende- und Empfangseinheit
- 20
- Videokamera
- 21
- Kopfhörer-Mikrofon-Set
- 22
- Modul
zur dynamischen Bandbreitensteuerung
- FW
- Fernwartungseinrichtung
- PC
- mobiler
Computer