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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Messdaten, bei
dem von einem Messwertgeber gelieferte Messdaten erfasst werden,
bei dem Dateneinheiten der vom Messwertgeber gelieferten Messdaten
in eine Reihenfolge eingeordnet werden, indem den Dateneinheiten
Werte einer fortlaufenden Ordnungszahl zugeordnet werden, und bei dem
eine Auswahl der Messdaten in einem Datenspeicher abgespeichert
wird.
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Ein
derartiges Verfahren ist aus der
US 57 54 449 A bekannt. Bei dem bekannten
Verfahren wird eine Messzeit in Zeitfenster unterteilt und den Zeitfenstern
jeweils ein Speicherbereich zugeordnet. Ferner wird der zeitliche
Verlauf verschiedener Messgrößen überwacht.
Innerhalb eines Zeitfensters auftretende Ereignisse, bei denen eine
der erfassten Messgröße einen
vorgegebenen Schwellwert überschreitet,
werden nacheinander in dem Speicherbereich abgespeichert, der dem
jeweiligen Zeitfenster zugeordnet ist. Ferner wird den Ereignissen
jeweils ein Rang zugeteilt. Nach der Füllung des einem bestimmten
Zeitfenster zugeordneten Speicherbereichs kann bei weiteren innerhalb
des Zeitfenster auftretenden Ereignissen das jeweils rangniedrigste
abgespeicherte Ereignis mit einem neu auftretenden Ereignis mit
höherem
Rang überschrieben
werden. Somit ist sichergestellt, dass innerhalb eines Zeitfensters
jeweils die ranghöchsten
Ereignisse abgespeichert werden.
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Das
bekannte Verfahren ist insbesondere zur Aufzeichnung von seismologischen
Daten oder von Schwingungsdaten im Transportwesen vorgesehen.
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Bei
der Überwachung
des Betriebs von Maschinen ist es aber auch von Interesse, den Schwingungsverlauf
vor einem bestimmten Ereignis zu kennen.
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Aus
der
US 59 43 634 A ist
ein weiteres Verfahren bekannt, das dazu dient, Vibrationsdaten
effektiv zu erfassen, zu analysieren und abzuspeichern. Zu diesem
Zweck werden fortlaufend Parameter des Vibrationssignals ermittelt
und abgespeichert. Wenn die Parameter des Vibrationssignals ungewöhnliche
Werte annehmen, kann ein Alarm ausgelöst werden. In diesem Fall ist
vorgesehen, den zeitlichen Verlauf des Vibrationssignals und das
Frequenzspektrum abzuspeichern.
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Schließlich ist
auch vorgesehen, die erfassten Daten für weitere Analysen dauerhaft
abzuspeichern. So können
nach dem Auslösen
eines Alarms weitergehende Analysen an den Vibrationsdaten durchgeführt werden.
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Die
mit dem bekannten Verfahren aufgezeichneten Vibrationsdaten können dazu
verwendet werden, den Zustand einer Maschine mit rotierenden Teilen
zu überwachen.
Häufige
Anwendungsgebiete sind die Überwachung
von Turbinen und von vollautomatischen Werkzeugmaschinen.
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Ferner
kann mit dem bekannten Verfahren festgestellt werden, wann eine
Wartung der Maschine erforderlich ist. Das bekannte Verfahren kann grundsätzlich auch
im Rahmen der Entwicklung von Maschinen verwendet werden. Zum Beispiel
können mit
dem bekannten Verfahren Getriebe auf einem Prüfstand überwacht werden.
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Insbesondere
beim Erproben von Prototypen stellt sich häufig das Problem, dass die
Ursache eines während
des Prüflaufs
aufgetretenen Schadens nicht identifiziert werden kann, da zwar
bei dem bekannten Verfahren Parameter der Vibrationsdaten abgespeichert
worden sind, aber die ursprünglichen Vibrationsdaten
nicht mehr zur Verfügung
stehen. Umgekehrt ist es bei der Speicherkapazität heutiger Speichermedien wirtschaftlich
immer noch nicht sinnvoll, die Vibrationsdaten eines sich über mehrere
Wochen oder Monate erstreckenden Prüflaufs vollständig aufzuzeichnen
und abzuspeichern.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren anzugeben, mit dem sich Messdaten mit reduziertem
Datenvolumen so abspeichern lassen, dass diese auch noch nach Abschluss
der Messung zu Analysezwecken verwendet werden können. Der Erfindung liegt ferner
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt
zur Durchführung
des Verfahrens zu schaffen.
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Diese
Aufgaben werden durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt mit
den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
In davon abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
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Bei
dem Verfahren werden Dateneinheiten der vom Messwertgeber gelieferten
Messdaten in eine Reihenfolge eingeordnet, indem den Dateneinheiten
Werte einer fortlaufenden Ordnungszahl zugeordnet werden. Für den Ausbau
einer aus der Reihenfolge zu entfernenden Dateneinheit wird ferner eine
iterative Intervallschachtelung ausgeführt, indem zunächst ein
Auswahlbereich der Reihenfolge in Intervalle unterteilt wird und
dann die Intervalle auf der Grundlage der Anzahl der den jeweiligen
Intervallen zugeordneten Dateneinheiten in eine Rangfolge gebracht
werden, und indem schließlich
ein Intervall auf der Grundlage der Rangfolge als Auswahlbereich für den nächsten Schritt
der Intervallschachtelung ausgewählt
wird.
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Diese
Intervallschachtelung wird bis zur Identifikation einer einzelnen
Dateneinheit ausgeführt,
die dann aus der Reihenfolge entfernt wird. Die in der Reihenfolge
verbleibenden Dateneinheiten werden schließlich dauerhaft abgespeichert.
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Durch
das Verfahren werden jeweils Dateneinheiten in denjenigen Bereichen
der Reihenfolge identifiziert und ausgesondert, in denen die Intervalle zwischen
den Werten der Ordnungszahl besonders klein sind. Es hat sich herausgestellt,
dass bei wiederholter Anwendung des Verfahrens die den einzelnen
Dateneinheiten zugeordneten Werte der Ordnungszahl annähernd über den
Wertebereich der Reihenfolge gleich verteilt sind. Mit dem Verfahren lassen
sich daher bei gleich bleibender Speicherkapazität die Dateneinheiten gleichmäßig über den Wertebereich
der Ordnungszahl der Reihenfolge verteilen. Bei einer Anwendung
des Verfahrens stehen daher nicht nur die zuletzt vom Messwertgeber
gelieferten Messdaten, sondern auch Messdaten zur Verfügung, die
bei Beginn oder während
des Ablaufs des Messvorgangs aufgenommen worden sind.
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Die
Analyse der Messdaten ist daher nicht auf die zuletzt vom Messwertgeber
gelieferten Messdaten beschränkt,
sondern kann im Allgemeinen auf einen langen Zeitraum ausgedehnt
werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Prototypen
getestet werden. Denn bei einer langen Beobachtungszeit kann auch
das schleichende Auftreten eines Fehlers untersucht werden. Besonders
vorteilhaft dabei ist, dass die in die Reihenfolge eingeordneten
Daten, die dauerhaft abgespeichert werden, mit dem ursprünglichen
Informationsgehalt zur Verfügung
stehen. Dadurch lassen sich diese Messdaten auch noch nach der Messung
auf Phänomene
untersuchen, an die erst während
der Analyse gedacht wird. So können
auch nach dem Abschluss der Messung Aspekte untersucht werden, deren
Relevanz vor der Messung nicht erkannt wurde.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens wird der anfängliche
Auswahlbereich für die
Intervallschachtelung zwischen einem festen Anfangsabschnitt der
Reihenfolge und einem beim Hinzufügen von Dateneinheiten zu der
Reihenfolge fortlaufend verschobenen Endabschnitt gewählt. Dadurch
ist gewährleistet,
dass bei Auftreten eines Fehlers der Zeitabschnitt vor dem Eintreten
des Fehlers lückenlos
dokumentiert ist. Ferner stehen auch Messwerte, die zu Beginn der
Messung aufgenommen worden sind, zu Vergleichszwecken zur Verfügung.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die Dateneinheiten
an einem Zuordnungsende der Reihenfolge mit fortlaufenden steigenden
Werten der Ordnungszahl angefügt.
Dadurch kann der Zeitablauf der Messung abgebildet werden.
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Vorzugsweise
wird die Zahl der für
die dauerhafte Speicherung vorgesehenen Dateneinheiten kleiner einer
Maximalzahl gehalten. Dadurch lässt sich
das zur Verfügung
stehenden Speichervolumen effektiv nutzen.
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Die
Verfahrensschritte, die der Auswahl einer aus der Reihenfolge zu
entfernenden Dateneinheit dienen, werden vorteilhafterweise jeweils
dann ausgeführt,
wenn eine neu erfasste Dateneinheit am Zuordnungsende der Reihenfolge
hinzugefügt
wird. In diesem Fall wird jeweils eine Dateneinheit aus der Reihenfolge
entfernt, wenn eine weitere Dateneinheit hinzugefügt wird.
Damit lässt
sich die Zahl der für
die dauerhafte Abspeicherung vorgesehene Dateneinheiten konstant
halten.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bei
der Ausführung
der Intervallschachtelung im Falle einer Gleichrangigkeit der Dateneinheiten
in der Rangfolge für
die Auswahl des Intervalls dasjenige Intervall bevorzugt, das dem Zuordnungsende
der Reihenfolge am nächsten
liegt. Da zu erwarten ist, dass aufgrund der ständig am Zuordnungsende hinzugefügten Dateneinheiten
die Dichte der Dateneinheiten im Bereich des Zuordnungsende am größten ist,
bewirkt diese Regelung, dass Dateneinheiten bevorzugt in diesem
Bereich aus der Reihenfolge entfernt werden.
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Die
Intervallschachtelung wird ferner vorzugsweise mit jeweils zwei
Intervallen durchgeführt. Dies
bietet den Vorteil, dass die Auswahlentscheidungen aufgrund eines
einzelnen Vergleichs getroffen werden kann. Insbesondere kann für die Bestimmung
der Rangfolge auf die Ausführung
eines Sortiervorgangs verzichtet werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens wird ein mit der Erfassung der Messdaten im Zusammenhang
stehender Zeitwert als Ordnungszahl den einzelnen Dateneinheiten
zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform
werden Unterbrechungen der Messungen bei der Gestaltung der dauerhaft
abzuspeichernden Reihenfolge nicht berücksichtigt. Die Dateieinheiten
sind vielmehr gleichmäßig über die
gesamte Messzeit verteilt.
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Daneben
ist es auch möglich,
den Dateneinheiten der Reihenfolge einen fortlaufenden Zählwert zuzuordnen.
Bei dieser Ausführungsform
des Verfahrens werden Unterbrechungen der Messungen nicht aus der
Reihenfolge entfernt.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei dem vom Messwertgeber gelieferten Daten um Vibrationsdaten,
da bei Messungen, die sich über
Wochen und Monate erstrecken große Datenvolumina anfallen, die
auch mit den heute zur Verfügung
stehenden Speichermitteln nicht wirtschaftlich sinnvoll abgespeichert
werden können.
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Die
Dateneinheiten sind vorzugsweise Dateien, die nach dem Entfernen
aus der Reihenfolge gelöscht
werden. Bei dieser Ausführungsform
kann auf die Funktion des Betriebssystems eines Computers zurückgegriffen
werden.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, in der anhand der beigefügten Zeichnung Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Einzelnen erläutert
werden. Es zeigen:
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1 eine
Darstellung einer Messvorrichtung zur Überwachung einer Maschine;
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2 bis 8 Darstellungen
von aufeinander folgenden Zuständen
einer Reihenfolge von Dateneinheiten, auf die ein Verfahren zur
Reduktion von Messdaten angewendet worden ist; und
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9 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Reduktion von Messdaten.
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1 zeigt
den schematischen Aufbau einer Messvorrichtung 1, mit der
sich eine Maschine 2 überwachen
lässt.
Die Maschine 2 kann beispielsweise ein Getriebe, ein Verbrennungsmotor
oder eine Werkzeugmaschine sein. An der Maschine 2 ist ein
Messwertgeber 3 angebracht, mit dem sich beispielsweise
Vibrationen der Maschine 2 erfassen lassen. Der Messwertgeber 3 braucht
nicht unmittelbar an der Maschine 2 angebracht zu sein,
sondern kann auch an einem Prüfstand,
auf dem die Maschine 2 montiert ist angebracht werden.
Neben dem Messwertgeber 3 können auch weitere in 1 nicht
dargestellte Messwertgeber zur Aufnahme von Betriebsparametern der
Maschine 2 vorgesehen sein. Derartige Messwertgeber können beispielsweise
zur Messung von Drehzahl, Drehmoment, Druck oder Temperatur vorgesehen
sein.
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Ferner
können
auch mehrere Messwertgeber 3 die gleiche Messgröße erfassen.
Beispielsweise können
mehrere Messwertgeber dazu vorgesehen sein, die Vibration der Maschine 2 zu
erfassen. In der Praxis kommt es daher durchaus vor, dass mehr als
zehn Messkanäle
vorhanden sind, wobei in jedem Messkanal eine Messgröße erfasst
wird.
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Der
Messwertgeber 3 ist an eine Datenverarbeitungseinheit 4 angeschlossen.
Die Datenverarbeitungseinheit 4 umfasst eine Messkarte 5,
die über
einen Bus 6 an einen Mikroprozessor 7 und einen
Datenspeicher 8 angeschlossen ist.
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Das
vom Messwertgeber 3 gelieferte analoge Messsignal kann
von der Messkarte 5 mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers
in digitale Messdaten umgewandelt werden. Die Messdaten werden dann über den
Bus 6 zum Datenspeicher 8 transportiert und dort
in einer Reihe von Dateien oder als Datensätze in einer Datenbank abgespeichert.
Bei dem Datenspeicher 8 handelt es sich vorzugsweise um
eine einzelne Festplatte oder einen Verbund von Festplatten.
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Die
Messdaten werden im Datenspeicher 8 vorzugsweise in Form
von Dateien 9 abgespeichert. Die Dateien 9 können Dateien
sein, in denen die Messsignaldaten zusammen mit Zeitinformationen gespeichert
worden sind. Die Dateien 9 können jedoch auch Dateien sein,
die Dateien von der soeben beschriebenen Art in komprimierter Form
enthalten.
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Die
im Datenspeicher 8 abzuspeichernde Datenmenge ist beträchtlich.
Denn die von den Messwertgebern 3 gelieferten Messsignale
werden mit hoher Auflösung
abgetastet und in Echtzeit in physikalische Einheiten umgerechnet.
Bei einer Abtastrate von 102,4 kHz und 24 Bit Auflösung, die
in Gleitzahlen mit 32 Bit Genauigkeit umgerechnet wird, wird von
16 Messkanälen
pro Stunde ein Datenvolumen von 23,2 GB erzeugt. Selbst die Speicherkapazität heutiger
Festplatten in der Größenordnung
von mehreren 100 GB ist daher bei einer derartigen Messvorrichtung 1 nur
für wenige
Stunden ausreichend.
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Im
Folgenden wird nunmehr anhand der 2 bis 8 ein
Verfahren erläutert,
mit dem sich das vom Datenspeicher 8 abzuspeichernde Datenvolumen
deutlich reduzieren lässt.
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In 2 ist
eine Reihe 10 von Dateien 9 entsprechend ihrem
Zeitstempel entlang einem Zeitstrahl 11 aufgetragen. Als
Zeitstempel einer Datei 9 kann beispielsweise der Zeitpunkt verwendet
werden, zu dem mit der Aufzeichnung der in der Datei 9 enthaltenen
Daten begonnen wurde.
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Die
Reihe 10 ist einen Anfangsabschnitt 12, einen Überwachungsbereich 13 und
einen Endabschnitt 14 unterteilt. Der Anfangsabschnitt 12 enthält diejenigen
Dateien 9, die zu Beginn des Messvorgangs angelegt wurden.
Im Endabschnitt 14 befinden sich die Dateien 9,
die zuletzt abgespeichert worden sind. Zwischen dem Anfangsabschnitt 12 und
dem Endabschnitt 14 liegt ein Überwachungsbereich 13,
der durch eine untere Grenze 15 und eine obere Grenze 16 begrenzt
ist. Die untere Grenze 15 markiert das Ende des Anfangsabschnitts 12 und
die obere Grenze 16 den Anfang des Endabschnitts 14.
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Für die Analyse
der in der Reihe 10 enthaltenen Messdaten ist es zweckmäßig, wenn
die Dateien 9 die Messdaten innerhalb des Anfangsabschnitts 12 und
innerhalb des Endabschnitts 14 ohne zeitliche Lücken enthalten.
Dadurch ist es beim Auftreten einer Fehlfunktion, die zum Abbruch
des Messvorgangs führt,
möglich,
die Messdaten unmittelbar vor Auftreten der Fehlfunktion zu analysieren.
Ferner ist es möglich,
die Dateien 9 des Endabschnitt 14 mit den Dateien 9 im
Anfangsabschnitt 12 zu vergleichen, um so einen Hinweis
auf die Veränderung
in der Maschine 2 zu erhalten. Im Überwachungsbereich 13 dagegen
werden Lücken
zugelassen. Dadurch ist im Überwachungsbereich 13 eine
stichprobenartige Überwachung
der Entwicklung der Maschine 2 möglich. Aus diesem Grund wird
die Zahl der Dateien 9 im Überwachungsbereich 13 nach
Möglichkeit
konstant gehalten.
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Im
dargestellten Fall sollen sich im Überwachungsbereich 13 jeweils
nur sechs Dateien 9 befinden. In 2 befinden
sich exakt sechs Dateien 9 im Überwachungsbereich 13.
Bis dahin braucht keine der Dateien 9 aus der Reihe 10 entfernt
und gelöscht zu
werden.
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Außerdem sollen
sich im Anfangsabschnitt 12 und im Endabschnitt 14 jeweils
fünf Dateien 9 befinden.
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3 zeigt
den Zustand der Reihe 10, nachdem im Endabschnitt 14 eine
weitere Datei 9 an einem Zuordnungsende 17 der
Reihe 10 hinzugefügt worden
ist. Da die Zahlen der Dateien 9 im Endabschnitt 14 und
im Anfangsabschnitt 12 jeweils konstant bleibt, hat dies
zur Folge, dass sich der Überwachungsbereich 13 nunmehr
auf sieben Dateien 9 erstreckt. Eine der im Überwachungsbereich 13 enthaltenen
Dateien 9 muss daher gelöscht werden.
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Im
Folgenden wird daher eine Intervallschachtelung ausgeführt. Mit
Hilfe der Intervallschachtelung wird eine Datei 9 ausgewählt, die
in einem Abschnitt des Überwachungsbereichs 13 liegt, der
die größte Dichte
an Dateien 9 aufweist. Zu diesem Zweck wird der Auswahlbereich
durch die Intervallschachtelung iterativ eingeschränkt.
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Bei
dem in 3 dargestellten Fall ist der Auswahlbereich zunächst gleich
dem Überwachungsbereich 13,
der sich auf sieben Dateien 9 erstreckt. Der Auswahlbereich
wird dann in zwei Teilintervalle 18 unterteilt. Die Datei
D4 liegt dabei exakt auf der Grenze zwischen den Teilintervallen 18.
Eine Datei, die exakt auf der Grenze zwischen Teilintervallen liegt,
soll bei der nachfolgenden Auswahl der Teilintervalle nicht berücksichtigt
werden. Die Datei D4 wird daher bei der Auswahl der Teilintervalle 18 nicht
berücksichtigt.
Ferner stellt sich das Problem, dass in beiden Teilintervallen 18 die
gleiche Anzahl von Dateien 9 enthalten ist. In einem solchen
Fall soll gemäß dem hier
beschriebenen Verfahren jeweils dasjenige Teilintervall bevorzugt
werden, das dem Zuordnungsende 17 der Reihe 10 am
nächsten
liegt. Im vorliegenden Fall ist dies das rechte Teilintervall 18.
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Der
Auswahlbereich wird daher gleich dem rechten Teilintervall 18 gesetzt
und dieses erneut in Teilintervalle 19 unter teilt. Bei
der Gewichtung der Teilintervalle 19 wird die Datei D4
auf der Grenze des Teilintervalls 19 nicht berücksichtigt.
Das linke Teilintervall 19 enthält daher nur eine Datei 9.
Das rechte Teilintervall 19 enthält dagegen zwei Dateien 9.
Der Auswahlbereich für
den nächsten
Iterationsschritt wird daher gleich dem rechten Teilintervall 19 gesetzt.
Das rechte Teilintervall wird im nächsten Iterationsschritt in
Teilintervalle 20 unterteilt, die jeweils eine Datei 9,
nämlich
die Dateien D6 und D7 umfassen. In diesem Fall wird wieder das Teilintervall 20 bevorzugt,
das dem Zuordnungsende 17 am nächsten liegt. Somit ist die
Datei D7 durch die Intervallschachtelung ausgewählt worden. Folglich wird die Datei
D7 aus der Reihenfolge 10 entfernt und gelöscht.
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Bei
den in den 4 bis 8 dargestellten Verfahrensschritten
wird der Reihe 10 jeweils am Zuordnungsende 17 eine
Datei 9 hinzugefügt.
Dementsprechend wächst
die Ausdehnung des Überwachungsbereichs 13 an.
Um nun die Zahl der Dateien 9 im Überwachungsbereich 13 konstant
zu halten, wird nach dem Hinzufügen
einer Datei 9 jeweils das in 3 beschriebene
Auswahlverfahren durchgeführt.
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Gemäß 4 wird
der Überwachungsbereich 13 in
Teilintervalle 21 unterteilt. Da im vorhergehenden, in 3 dargestellten
Verfahrensschritt die Datei D7 aus der Reihe 10 entfernt
worden ist befinden sich im rechten Teilintervall 21 drei
und im linken Teilintervall 21 vier Dateien 9.
Für den
nächsten Schritt
der Intervallschachtelung wird der Auswahlbereich folglich auf das
linke Teilintervall 21 eingeschränkt. Der neue Auswahlbereich
wird erneut in Teilintervalle 22 unterteilt, wobei aufgrund
der gleichen Anzahl von Dateien 9 in beiden Teilintervallen 22 das
rechte Teilintervall 22 ausgewählt wird. Dieses wird wiederum
in Teilintervalle 23 unterteilt, in denen sich jeweils
eine Datei 9 befindet. In diesem Fall wird wieder diejenige
Datei 9 bevor zugt, die dem Zuordnungsende 17 am
nächsten
liegt. Es wird daher die Datei D4 aus der Reihe 10 entfernt
und gelöscht.
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In 5 erstreckt
sich der Überwachungsbereich 13 über insgesamt
neun Positionen. Zunächst
wird der Auswahlbereich in 2 Teilintervalle 24 unterteilt.
Da die exakt auf der Grenze zwischen den Teilintervallen 24 liegende
Datei D5 bei der Gewichtung der Teilintervalle 24 unberücksichtigt
bleibt, wird das rechte Teilintervall 24 ausgewählt. Dieses
wird erneut in Teilintervalle 25 zerlegt. Bei der Auswahl wird
die Datei D5 an der Grenze des linken Teilintervalls 25 nicht
berücksichtigt.
Aufgrund der größeren Anzahl
von Dateien 9 im rechten Teilintervall 25 wird das
rechte Teilintervall 25 bevorzugt und in Teilintervalle 26 unterteilt.
Aufgrund der gleichen Anzahl von Dateien 9 im linken und
rechten Teilintervall 26 wird das rechte Teilintervall 26 ausgewählt und
die Datei D9 gelöscht.
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In 6 umfasst
der Überwachungsbereich 13 zehn
Positionen. Der Überwachungsbereich 13 wird
zunächst
in Teilintervalle 27 unterteilt, wobei aufgrund der größeren Anzahl
von Dateien 9 das linke Teilintervall 27 für den nächsten Verfahrensschritt
der Intervallschachtelung ausgewählt
wird. Das linke Teilintervall 27 wird in Teilintervalle 28 unterteilt.
Die Datei D3 befindet sich exakt auf der Intervallgrenze zwischen
den Teilintervallen 28. Die Datei D3 wird daher bei der
Auswahl der Teilintervalle 28 nicht berücksichtigt. Im linken Teilintervall
befinden sich zwei Dateien 9, während sich im rechten Teilintervall 28 eine
Datei 9 befindet. Es wird daher das linke Teilintervall 28 ausgewählt. Das
Teilintervall 28 wird nunmehr in Teilintervalle 29 unterteilt.
Da die Datei D3 am Rand des rechten Teilintervalls 29 nicht
berücksichtigt
wird, wird die Datei D2 ausgewählt.
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In 7 wird
der Überwachungsbereich 13 in
Teilintervalle 30 unterteilt, die jeweils die gleiche Anzahl
von Dateien 9 enthalten. Es wird daher das rechte Teilintervall 30 ausge wählt. Dieses
wird wiederum in Teilintervalle 31 unterteilt, wobei sich
im rechten Teilintervall 31 zwei und im linken Teilintervall eine
Datei 9 befindet, da die Datei D6 auf der Grenze des linken
Teilintervalls 31 nicht berücksichtigt wird. Somit wird
das rechte Teilintervall 31 ausgewählt und in Teilintervalle 32 unterteilt.
Die beiden Teilintervalle 32 sind mit jeweils einer Datei 9 besetzt,
so dass das rechte Teilintervall 32 ausgewählt und
die Datei D11 gelöscht
wird.
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Gemäß 8 wird
der Überwachungsbereich 13 in
Teilintervalle 33 unterteilt, von denen das linke vier
Dateien 9 und das rechte drei Dateien 9 umfasst.
Es wird daher das linke Teilintervall 33 ausgewählt und
in Teilintervalle 34 unterteilt, von denen beide jeweils
zwei Dateien 9 enthalten. Es wird daher das rechte Teilintervall 34 bevorzugt
und in Teilintervalle 35 unterteilt. Dabei befindet sich
die Datei D5 exakt auf der Grenze zwischen den Teilintervallen 35. Gelöscht wird
daher die Datei D6.
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8 zeigt,
dass die verbleibenden Dateien 9 in der Reihe 10 nicht
vollkommen gleichmäßig beabstandet
sind. Die Dateien 9 sind jedoch verhältnismäßig regelmäßig über den Überwachungsbereich 13 verteilt.
Beim Auftreten einer Fehlfunktion der zu überwachenden Maschine 2 ist
es daher möglich, nicht
nur den unmittelbaren Endabschnitt 14 des Zeitstrahls 11,
sondern auch den Überwachungsbereich 13 stichprobenartig
zu überprüfen.
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Hervorzuheben
ist dabei, dass bei jeder Intervallschachtelung maximal drei Intervallteilungen vorgenommen
werden müssen,
da das Auswahlverfahren sofort nach Überschreiten der maximal zulässigen Höchstzahl
von sechs Dateien 9 gestartet worden ist. Wenn die Anzahl
N der maximal zulässigen Dateien
kleiner 2n ist, sind in der Regel unter
diesen Bedingungen nur n Intervallteilungen nötig, um die aus der Reihe 10 zu
entfernenden Datei 9 zu bestimmen. Das Auswahlverfahren
kann daher sehr schnell ausgeführt
werden.
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9 enthält schließlich ein
Ablaufdiagramm des Auswahlverfahrens. In einem ersten Verfahrensschritt 36 wird
die untere Grenze 15 des Überwachungsbereichs 13 bestimmt.
In einem weiteren Verfahrensschritt 37 folgt die Bestimmung
der oberen Grenze 16. Daraufhin erfolgt eine Berechnung 38 der
Länge des Überwachungsbereichs 13. Im
Folgenden wird eine Intervallteilung 39 vorgenommen. Anschließend erfolgt
eine Auswahl 40 eines der beiden Teilintervalle 19 bis 35 und
durch eine Überprüfung 41 wird
festgestellt, ob bereits eine einzelne Datei 9 identifiziert
ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird die Intervallteilung 39 erneut
auf das ausgewählte Teilintervall 19 bis 35 angewendet.
Wenn eine einzelne Datei identifiziert ist, erfolgt ein Einlesen 42 der
jeweiligen Datei 9. Die Datei 9 kann entweder
komplett gelöscht
werden oder wenn die Datei 9 eine Datei ist, die mehrere
Dateien mit Messdaten in komprimierter Form enthält, können durch eine weitere Intervallschachtelung
die Dateien oder die Dateigruppen ermittelt werden, die zu löschen sind.
Dies folgt in einem weiteren Verfahrensschritt 43, bis
schließlich
ein Löschen 44 durchgeführt werden
kann.
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Das
hier beschrieben Verfahren kann auf verschiedene Art und Weise variiert
werden. Zum Beispiel ist es möglich,
den Auswahlbereich in Teilintervalle unterschiedlicher Länge einzuteilen.
Denkbar ist insbesondere, das dem Zuordnungsende 17 am nächsten liegende
Teilintervall kleiner zu wählen,
als das vom Zuordnungsende 17 entfernt liegende Teilintervall.
Auf diese Weise wird bewerkstelligt, dass der Abstand zwischen den
Dateien 9 mit zunehmender Entfernung vom Zuordnungsende 17 wächst. Dies kann
dann von Vorteil sein, wenn in der Nähe des Endabschnitts 14 der
Abstand zwischen den Dateien 9 kleiner sein soll, um die
Fehlerentwicklung besser untersuchen zu können.
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In
diesem Fall ergibt sich naturgemäß eine nichtlineare
Verteilung der Dateien 9 über den Überwachungsbereich 13 hinweg.
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Ferner
ist es grundsätzlich
möglich,
den Auswahlbereich der Intervallschachtelung jeweils in mehr als
zwei Teilintervalle zu unterteilen.
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Weiterhin
können
abweichend von dem anhand der 2 bis 8 geschilderten
Verfahren Dateien, die exakt auf der Intervallgrenze zwischen zwei
Teilintervallen liegen, bei der Auswahl der Teilintervalle berücksichtigt
werden. Ferner kann bei Gleichrangigkeit von Teilintervallen auch
dasjenige Teilintervall bevorzugt werden, dass am weitesten vom
Zuordnungsende 17 entfernt ist. Auch in diesen Fällen führt das
Verfahren nach einer großen
Anzahl von Wiederholungen zu einer Verteilung mit annähernd gleichen
Abständen
zwischen den Dateien.
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Das
hier beschriebene Verfahren ist insbesondere dazu vorgesehen, die
Datenmenge von Vibrationsdaten, die an der Maschine 2 aufgenommen worden
sind, zu reduzieren. Mit dem hier beschriebenen Verfahren können jedoch
auch andere Zeitreihen von Messdaten reduziert werden.
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Beispielsweise
kann das Verfahren auch bei der Werkstoffprüfung eingesetzt werden. Grundsätzliche
kann das Verfahren bei allen Messverfahren mit großen Messdatenvolumen
verwendet werden.