DE102008043100A1 - Fault diagnosing device for optimizing maintenance procedures in system, comprises logic unit, computation unit and storage unit for storing diagnosis regulations, where fault condition indicates fault - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fehlerdiagnosevorrichtung und ein Verfahren zur Optimierung von Wartungsmaßnahmen in technischen Systemen, zum Beispiel Fahrzeuge, Schiffe, Maschinen, Computer, Roboter, Automaten, industrielle Anlagen und insbesondere Flugzeuge. Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel eines Flugzeuges erklärt.The The invention relates to a fault diagnosis device and a method to optimize maintenance activities in technical systems, such as vehicles, ships, machinery, Computers, robots, vending machines, industrial equipment and in particular Aircraft. The invention is described below using the example of an aircraft explained.
Ein Flugobjekt, beispielsweise ein Flugzeug oder ein Helikopter, besteht aus einer Vielzahl von Komponenten bzw. Bauteilen, die zum Teil miteinander vernetzt sind. Bei diesen Flugzeugkomponenten kann es sich beispielsweise um Aktuatoren, Sensoren, Daten oder Stromleitungen, Datenübermittlungseinheiten und Datenverarbeitungseinheiten, beispielsweise Computer oder Server, handeln. Diese Baukomponenten des Flugzeugs sind teilweise austauschbar und werden als LRU-Komponenten (Line Replaceable Units) bezeichnet. Derartige LRU-Einheiten sind über Datenleitungen bzw. Busse mit Datenverarbeitungseinheiten bzw. Recheneinheiten verbunden. Ein Flugobjekt, beispielsweise ein Passagierflugzeug, kann eine Vielzahl verschiedener Flugzeugsysteme aufweisen. Beispiele für derartige Flugsysteme sind das Fahrgestell, die Klimaanlage oder eine Druckregelung. Jedes Flugsystem kann einen oder mehrere Steuerrechner aufweisen. Derartige Steuerrechner werden auch als CPIOM-Einheiten (Central Processing Input Output Module) bezeichnet. Aus Sicherheitsgründen werden in vielen Flugzeugsystemen mehrere Steuerrechner vorgesehen, damit das Flugzeugsystem eine gewisse Redundanz gegenüber Ausfällen besitzt. Auf den Steuerrechnern der verschiedenen Flugzeugsys teme werden Programme zur Durchführung der Steuervorgänge ausgeführt.One Flying object, such as an airplane or a helicopter exists from a variety of components or components, some of them networked with each other. These aircraft components may for example, actuators, sensors, data or power lines, Data transmission units and computing devices, such as computers or servers, act. These structural components of the aircraft are partially interchangeable and are referred to as Line Replaceable Units (LRU) components. Such LRU units are over Data lines or buses connected to data processing units or arithmetic units. A flying object, for example a passenger plane, can be a Have a variety of different aircraft systems. Examples of such flight systems are the chassis, the air conditioning or a pressure control. each Flight system may have one or more control computer. such Control computers are also called CPIOM units (Central Processing Input Output Module). For security reasons in many aircraft systems several control computers provided so the aircraft system has some redundancy over failures. On the control computers the Various aircraft systems are programs for carrying out the control operations executed.
Die verschiedenen Komponenten der verschiedenen Flugzeugsysteme können während des Flugbetriebs Fehler aufweisen. Ein Fehler ist dabei eine Abweichung von einer Normalfunktion der jeweiligen Flugzeugsystemkomponente. Ein Fehler tritt auf, wenn das Verhalten einer Funktion von einem vorgegebenen Verhalten abweicht. Dies wird üblicherweise durch Vergleich von Signal-Messergebnissen mit Schwellenwerten oder durch eine Fehlererkennungslogik erkannt. Die verschiedenen Flugzeugsystemkomponenten können durch Überwachungsprogramme oder durch elektronische Logikschaltkreise überwacht werden.The different components of the various aircraft systems can during flight operations Have errors. An error is a deviation from one Normal function of the respective aircraft system component. An error occurs when the behavior of a function of a given Behavior deviates. This is usually by comparing signal measurements with thresholds or detected by an error detection logic. The different aircraft system components can through monitoring programs or be monitored by electronic logic circuits.
Tritt ein Fehlerereignis während des Flugbetriebs auf, werden zunächst zur Gewährleistung der Sicherheit des Flugobjekts bzw. des Flugzeuges Maßnahmen ergriffen, um die ausgefallene bzw. fehlerhafte Funktion wiederherzustellen, beispielweise durch Aktivierung redundanter Komponenten. Darüber hinaus wird der Pilot des Flugzeuges von einer Fehlfunktion, insbesondere bei Ausfall einer Funktion mittels eines Flugwarnsystems des Flugzeuges, vor allem bei Ausfall von kritischen Funktionen gewarnt, sodass der Pilot die notwendigen Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit des Flugzeuges ergreifen kann. Das Auftreten eines Fehlerereignisses führt darüber hinaus bei herkömmlichen Systemen zur Generierung von Fehlernachrichten, die über ein On-Board-Wartungssystem des Flugzeugs zur Vorbereitung von Reparaturmaßnahmen fehlerhafter Komponenten bzw. fehlerhafter Geräte übertragen werden.kick an error event during of the flight operations, be first to guarantee the safety of the flying object or the aircraft measures taken to restore the failed or faulty function, For example, by activating redundant components. Furthermore The pilot of the aircraft is dysfunctional, in particular in case of failure of a function by means of a flight warning system of the aircraft, warned especially in case of failure of critical functions, so the pilot takes the necessary measures to guarantee the safety of the aircraft. The occurrence of a Error event results about that in addition to conventional Systems for generating error messages via an on-board maintenance system of the aircraft in preparation for repair of faulty components or faulty devices are transmitted.
Diese herkömmliche Vorgehensweise hat allerdings einige Nachteile. Die Anzahl der vordefinierten Fehlernachrichten ist begrenzt und unvollständig. Demgegenüber kann die Anzahl der möglichen Fehlerereignisse bzw. Fehlerereigniskombinationen für alle potentiellen Fehlerursachen innerhalb eines Flugzeuges sehr hoch sein. Durch die hohe Anzahl der möglichen Fehlerereignisse steigt die Anzahl der möglichen Fehler ereigniskombinationen exponentiell und somit auch die Anzahl der notwendigen Fehlernachrichten. Da die vordefinierten Fehlernachrichten und ihre Verknüpfung mit den Fehlerereignissen vordefiniert bzw. durch einen Entwickler geschrieben werden, entsteht ein erheblicher Programmier- und Konfigurationsaufwand. Darüber hinaus bietet diese herkömmliche Vorgehensweise keinerlei Flexibilität während der Laufzeit bzw. des Flugbetriebes.These conventional However, there are some disadvantages to this approach. The number of predefined Error messages are limited and incomplete. In contrast, can the number of possible Error events or error event combinations for all potential ones Causes of errors within an aircraft to be very high. By the high number of possible Error events increase the number of possible error event combinations exponential and thus also the number of necessary error messages. Because the predefined error messages and their link with the error events are predefined or written by a developer, There is a considerable programming and configuration effort. About that In addition, this conventional offers Procedure no flexibility during the term or the Flight operations.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fehlerdiagnosevorrichtung und ein Verfahren zum Optimieren von Wartungsmaßnahmen bei einem System zu schaffen, das es erlaubt, während des Betriebes auftretende Fehler flexibel zur Vorbereitung und Einleitung von Wartungsmaßnahmen mit geringem Aufwand auszuwerten.It It is therefore an object of the present invention to provide a fault diagnosis device and a method for optimizing maintenance on a system create that allows it while The error occurring during operation is flexible for preparation and initiation of maintenance evaluate with little effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fehlerdiagnosevorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a Fault diagnosis device with the specified in claim 1 Characteristics solved.
Die Erfindung schafft eine Fehlerdiagnosevorrichtung zur Optimierung von Wartungsmaßnahmen bei einem technischen System, beispielsweise einem Flugzeug, mit:
- – einer Speichereinheit zum Speichern von Diagnoseregeln, die jeweils eine Fehlerbedingung, welche das Vorhandensein eines Fehlers angibt, und eine Fehlerschlussfolgerung aufweisen, welche durch logische Verknüpfungen von potenziellen Fehlerursachen des jeweiligen Fehlers gebildet wird;
- – einer Logikeinheit, die diejenigen gespeicherten Fehlerschlussfolgerungen deren zugehörige Fehlerbedingungen erfüllt sind, logisch verknüpft und auf Grundlage der verknüpften Fehlerschlussfolgerungen ein logisches Diagnoseergebnis ermittelt, das mindestens eine Fehlerursachenhypothese aufweist; und
- – mit einer Berechnungseinheit, die eine Auftrittswahrscheinlichkeit für jede Fehlerursachenhypothese des logischen Diagnoseergebnisses berechnet.
- A memory unit for storing diagnostic rules each having an error condition indicating the presence of an error and a fault conclusion formed by logically linking potential causes of failure of the respective error;
- A logical unit that logically matches those stored fault conclusions whose associated fault conditions and, based on the linked fault inference, determines a logical diagnostic result that has at least one fault cause hypo having; and
- With a calculation unit which calculates an occurrence probability for each cause of error hypothesis of the logical diagnosis result.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung überträgt die Berechnungseinheit die berechneten Auftrittswahrscheinlichkeiten der Fehlerursachenhypothesen des logischen Diagnoseergebnisses über eine Schnittstelle an eine Wartungsvorrichtung.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention transmits the calculation unit the calculated occurrence probabilities of the error cause hypotheses of the logical diagnostic result via an interface to a Maintenance device.
Bei einer möglichen Ausführungsform weist die Wartungsvorrichtung eine Wartungseinheit auf, welche Wartungsprozeduren, die jeweils zu einer Fehlerursachenhypothese des Diagnoseergebnisses vorgegeben sind, in Abhängigkeit von den berechneten Auftrittswahrscheinlichkeiten der Fehlerursachenhypothesen nacheinander ausführt, bis der Fehler behoben ist.at a possible embodiment the maintenance device has a maintenance unit which maintenance procedures, each predetermined to a fault cause hypothesis of the diagnosis result are, depending from the calculated occurrence probabilities of the fault cause hypotheses one after the other, until the error is corrected.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung sortiert die Berechnungseinheit die Fehlerursachenhypothesen des logischen Diagnoseergebnisses entsprechend der berechneten Auftrittswahrscheinlichkeiten der Fehlerursachenhypothesen.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention the calculation unit sorts the error cause hypotheses of the logical diagnostic result according to the calculated occurrence probabilities the root cause hypothesis.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung ist die Fehlerdiagnosevorrichtung in einem Objekt des Systems, beispielsweise einem Flugobjekt, vorgesehen.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention is the fault diagnosis device in an object of the system, for example a flying object, provided.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung weisen einige oder alle Flugobjektkomponenten des Flugobjekts bzw. des Flugzeuges eine integrierte Fehlerdiagnosevorrichtung auf.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention have some or all of the flying object components of the flying object or of the aircraft on an integrated fault diagnosis device.
Bei einer möglichen Ausführungsform sind die Diagnosevorrichtungen von Flugobjektkomponenten bzw. von Geräten des Flugzeugs, die zu dem gleichen Flugzeugsystem gehören, untereinander vernetzt.at a possible embodiment are the diagnostic devices of flying object components or of devices of the aircraft, which belong to the same aircraft system, interconnected.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung überträgt die Fehlerdiagnosevorrichtung die berechneten Auftrittswahrscheinlichkeiten der Fehlerursachenhypothesen über eine Funkschnittstelle in einem Flugbetrieb des Flugobjektes an die Wartungsvorrichtung, die sich an einem Zielflughafen des Flugobjektes befindet, um Wartungsmaßnahmen vorzubereiten.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention transmits the fault diagnosis device the calculated occurrence probabilities of the fault cause hypotheses over a Radio interface in a flying operation of the flying object to the maintenance device, which is located at a destination airport of the flying object for maintenance measures prepare.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Wartungsmaßnahmen während des Flugbetriebes das Flugobjekt an dem Zielflughafen zielgerecht vorbereitet werden können, sodass die Durchführung der Wartungsmaßnahmen nach Landung des Flugzeuges bzw. Flugobjektes zügig durchgeführt werden können. Hierdurch wird die notwendige Wartungszeit des Flugobjektes bzw. des Flugzeugs minimiert, sodass insbesondere bei einem Zwischenstopp des Flugzeugs keine Verspätung auftritt.These embodiment offers the advantage that maintenance during flight operations the Flight object at the destination airport can be prepared purposefully so that the implementation of maintenance can be carried out quickly after landing of the aircraft or flying object. hereby is the necessary maintenance time of the flying object or the aircraft minimized, so especially during a stopover of the aircraft no delay occurs.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung verknüpft die Logikeinheit die gespeicherten Fehlerschlussfolgerungen der Diagnoseregeln miteinander logisch UND.at a possible embodiment the fault diagnosis device according to the invention connected the logic unit the stored fault conclusions of the Diagnostic rules logical AND together.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung ermittelt die Logikeinheit mittels logischer Boolscher Berechnungsvorschriften auf Basis der verknüpften Fehlerschlussfolgerungen der Diagnoseregeln das logische Diagnoseergebnis automatisch.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention Determines the logic unit using logical Boolean calculation rules based on the linked Fault conclusions of the diagnostic rules the logical diagnostic result automatically.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung wird die Erfüllung einer Fehlerbedingung einer Diagnoseregel durch einen Fehlerdetektor einer Flugobjektkomponente innerhalb des Flugobjektes detektiert.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention will be the fulfillment an error condition of a diagnostic rule by an error detector a flying object component detected within the flying object.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung besteht eine Diagnoseregel aus logischen Verknüpfungen von Flugobjektkomponenten, die den Fehler verursacht haben können.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention If a diagnostic rule consists of logical links of flying object components, that could have caused the error.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung ist für jede Fehlerursache in einer Hypothese der Diagnose mindestens eine zugehörige Wartungsprozedur vorhanden, die mehrere Wartungsmaßnahmen umfasst.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention is for every fault cause in a hypothesis of the diagnosis at least one associated Maintenance procedure exists that includes multiple maintenance actions includes.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung werden die Wartungsprozeduren durch die Wartungseinheit in der Reihenfolge der sortierten Auftrittswahrscheinlichkeiten der zugehörigen Fehlerursachenhypothesen ausgeführt.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention Maintenance procedures are performed by the maintenance unit in order the sorted occurrence probabilities of the associated error cause hypotheses executed.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung weisen die potenziellen Fehlerursachen jeweils eine Flugobjektkomponente und einen funktionalen Zustand dieser Flugobjektkomponente auf.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention each potential cause of failure has a flying object component and a functional state of this flying object component.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung weisen die Flugobjektkomponenten des Flugobjektes Aktuatoren, Sensoren, Leitungen, Datenvermittlungseinheiten und Datenverarbeitungseinheiten auf.at an embodiment the fault diagnosis device according to the invention have the flying object components of the flying object actuators, sensors, Lines, data exchange units and data processing units on.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Optimieren von Wartungsmaßnahmen bei einem Objekt eines Systems, insbesondere einem Flugobjekt, mit den Schritten:
- – Bereitstellen von Diagnoseregeln, die jeweils eine Fehlerbedingung, welche das Vorhandensein eines Fehlers angibt, und eine Fehlerschlussfolgerung aufweisen, welche aus einer logischen Verknüpfung von potenziellen Fehlerursachen des Fehlers besteht;
- – logisches Verknüpfen von denjenigen Fehlerschlussfolgerungen deren zugehörige Fehlerbedingung erfüllt ist;
- – Ermitteln eines logischen Diagnoseergebnisses, welches mindestens eine Fehlerursachenhypothese aufweist, auf Basis der verknüpften Fehlerschlussfolgerungen;
- – Berechnen einer Auftrittswahrscheinlichkeit für jede Fehlerursachenhypothese des logischen Diagnoseergebnisses.
- Providing diagnostic rules each having an error condition indicating the presence of an error and a fault conclusion consisting of a logical association of potential causes of the error;
- - logical linking of those fault conclusions whose associated error condition is met;
- Determining a logical diagnostic result having at least one cause of error hypothesis based on the linked fault inferences;
- Calculate a probability of occurrence for each error cause hypothesis of the logical diagnosis result.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Fehlerursachenhypothesen entsprechend der berechneten Auftrittswahrscheinlichkeiten sortiert und zu den Fehlerursachenhypothesen zugehöriger Wartungsprozeduren in der Reihenfolge der sortierten Fehlerursachenhypothesen ausgeführt.at an embodiment the method according to the invention the fault cause hypotheses are calculated according to the calculated Appearance probabilities sorted and the error cause hypotheses associated Maintenance procedures in the order of sorted fault cause hypotheses executed.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Vorhandensein eines Fehlers durch einen Fehlerdetektor während eines Flugbetriebes des Flugobjektes detektiert.at an embodiment the method according to the invention is the presence of an error by an error detector while a flight operation of the flying object detected.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reihenfolge der sortierten Fehlerursachenhypothesen nach Detektieren eines Fehlers an einem Zielflughafen des Flugobjektes über eine Funkschnittstelle zur Vorbereitung entsprechender Wartungsprozeduren gesendet.at an embodiment the method according to the invention the order of the sorted fault cause hypotheses becomes Detecting a fault at a destination airport of the flying object via a Radio interface for preparing appropriate maintenance procedures Posted.
Die Erfindung schafft ferner ein Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens zum Optimieren von Wartungsmaßnahmen bei einem Flugobjekt mit den folgenden Schritten:
- – Bereitstellen von Diagnoseregeln, die jeweils eine Fehlerbedingung, welche das Vorhandensein eines Fehlers angibt, und eine Fehlerschlussfolgerung aufweist, welche aus einer logischen Verknüpfung von potenziellen Fehlerursachen des Fehlers besteht;
- – logisches Verknüpfen von denjenigen Fehlerschlussfolgerungen deren zugehörige Fehlerbedingung erfüllt ist;
- – Ermitteln eines logischen Diagnoseergebnisses, welches mindestens eine Fehlerursachenhypothese aufweist, auf Basis der verknüpften Fehlerschlussfolgerungen;
- – Berechnen einer Auftrittswahrscheinlichkeit für jede Fehlerursachenhypothese des logischen Diagnoseergebnisses.
- Providing diagnostic rules each having an error condition indicating the presence of an error and an error conclusion consisting of a logical association of potential causes of the error;
- - logical linking of those fault conclusions whose associated error condition is met;
- Determining a logical diagnostic result having at least one cause of error hypothesis based on the linked fault inferences;
- Calculate a probability of occurrence for each error cause hypothesis of the logical diagnosis result.
Die Erfindung schafft ferner einen Datenträger, der ein derartiges Computerprogramm speichert.The The invention further provides a data carrier comprising such a computer program stores.
Die Erfindung schafft ferner eine Flugobjektkomponente eines Flugobjektes, insbesondere eines Flugzeuges, mit einer Fehlerdiagnosevorrichtung zur Optimierung von Wartungsmaßnahmen bei dem Flugobjekt mit:
- – einer Speichereinheit zum Speichern von Diagnoseregeln, die jeweils eine Fehlerbedingung, welche das Vorhandensein eines Fehlers angibt, und eine Fehlerschlussfolgerung aufweisen, welche durch logische Verknüpfungen von potenziellen Fehlerursachen des jeweiligen Fehlers gebildet wird;
- – einer Logikeinheit, die diejenigen gespeicherten Fehlerschlussfolgerungen deren zugehörige Fehlerbedingungen erfüllt sind, logisch verknüpft und auf Grundlage der verknüpften Fehlerschlussfolgerungen ein logisches Diagnoseergebnis ermittelt, das mindestens eine Fehlerursachenhypothese aufweist; und
- – mit einer Berechnungseinheit, die eine Auftrittswahrscheinlichkeit für jede Fehlerursachenhypothese des logischen Diagnoseergebnisses berechnet.
- A memory unit for storing diagnostic rules each having an error condition indicating the presence of an error and a fault conclusion formed by logically linking potential causes of failure of the respective error;
- A logic unit that logically matches those stored fault conclusions whose associated fault conditions and, based on the linked fault inference, determines a logical diagnostic result having at least one fault cause hypothesis; and
- With a calculation unit which calculates an occurrence probability for each cause of error hypothesis of the logical diagnosis result.
Die Erfindung schafft ferner ein Flugobjekt, insbesondere ein Flugzeug, mit mindestens einer Flugobjektkomponente, welche eine Fehlerdiagnosevorrichtung zur Optimierung von Wartungsmaßnahmen an dem Flugobjekt aufweist:
- – einer Speichereinheit zum Speichern von Diagnoseregeln, die jeweils eine Fehlerbedingung, welche das Vorhandensein eines Fehlers angibt, und eine Fehlerschlussfolgerung aufweisen, welche durch logische Verknüpfungen von potenziellen Fehlerursachen des jeweiligen Fehlers gebildet wird;
- – einer Logikeinheit, die diejenigen gespeicherten Fehlerschlussfolgerungen deren zugehörige Fehlerbedingungen erfüllt sind, logisch verknüpft und auf Grundlage der verknüpften Fehlerschlussfolgerungen ein logisches Diagnoseergebnis ermittelt, das mindestens eine Fehlerursachenhypothese aufweist; und
- – mit einer Berechnungseinheit, die eine Auftrittswahrscheinlichkeit für jede Fehlerursachenhypothese des logischen Diagnoseergebnisses berechnet.
- A memory unit for storing diagnostic rules each having an error condition indicating the presence of an error and a fault conclusion formed by logically linking potential causes of failure of the respective error;
- A logic unit that logically matches those stored fault conclusions whose associated fault conditions and, based on the linked fault inference, determines a logical diagnostic result having at least one fault cause hypothesis; and
- With a calculation unit which calculates an occurrence probability for each cause of error hypothesis of the logical diagnosis result.
Die Erfindung schafft ferner eine Wartungsvorrichtung zur Wartung von Flugobjekten an einem Zielflughafen mit:
- – einer Funkschnittstelle zum Empfangen von Fehlerursachenhypothesen-Auftrittswahrscheinlichkeiten von einem Flugobjekt; und mit
- – einer Wartungseinheit, die zu den Fehlerursachenhypothesen zugehörige Wartungsprozeduren entsprechend den empfangenen Fehlerursachenhypothesen-Auftrittswahrscheinlichkeiten vorbereitet und nach Landen des Flugobjektes an dem Zielflughafen nacheinander automatisch ausführt.
- A radio interface for receiving fault hypothesis occurrence probabilities from a flying object; and with
- A maintenance unit preparing the maintenance procedures associated with the fault cause hypotheses according to the received fault hypothesis occurrence probabilities, and automatically after landing the flying object at the destination airport successively performs.
Im Weiteren werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fehlerdiagnosevorrichtung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Optimieren von Wartungsmaßnahmen bei einem Flugobjekt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben: Es zeigen:in the Further will be embodiments the fault diagnosis device according to the invention the method according to the invention to optimize maintenance in a flying object with reference to the attached figures In order to explain Features essential to the invention described:
Wie
man aus
Darüber hinaus
enthält
die erfindungsgemäße Fehlerdiagnosevorrichtung
Bei
einer möglichen
Ausführungsform
sortiert die Berechnungseinheit
Bei
der in
Bei
einer möglichen
Ausführungsform
weist jedes Flugsystem des Flugzeuges
Bei einer Flugobjektkomponente kann es sich um eine beliebige elektrische oder elektronisch überwachte Baukomponente handeln, bei der ein Fehler auftreten kann. Beispiele für Flugobjektkomponenten sind Aktuatoren, Sensoren, Daten- oder Stromleitungen, Datenvermittlungs- oder Schalteinheiten sowie Datenverarbeitungseinheiten, wie beispielsweise Computer oder Server.at A flying object component may be any electrical or electronically monitored Construction component act in which an error may occur. Examples for flying object components are actuators, sensors, data or power lines, data transmission or switching units and data processing units, such as Computer or server.
Bei
einer möglichen
Ausführungsform
ist der Dateninhalt der Speichereinheit
Im Schritt S2 werden die Fehlerbedingungen überprüft, d. h. es wird festgestellt, ob eine oder mehrere Fehlerbedingungen von konfigurierten Diagnoseregeln erfüllt sind bzw. der entsprechende Fehler aufgetreten ist.in the Step S2, the error conditions are checked, i. H. it is stated whether one or more error conditions of configured diagnostic rules Fulfills or the corresponding error has occurred.
Jede Diagnoseregel besteht aus einer Fehlerbedingung, welche das Vorhandensein eines Fehlers angibt und aus einer Fehlerschlussfolgerung, welche aus einer logischen Verknüpfung von potenziellen Fehlerursachen des Fehlers besteht.each Diagnostic rule consists of an error condition which indicates the presence indicates an error and from a fault conclusion which from a logical link of potential causes of the error.
Bei
einer möglichen
Ausführungsform
weist jede potenzielle Fehlerursache eine Flugobjektkomponente und
einen funktionalen Zustand dieser Flugobjektkomponente auf. Falls
ein Fehlerdetektor
Anschließend berechnet
die Berechnungseinheit
In
einem weiteren Schritt S5 sortiert die Berechnungseinheit
Bei
der Logikeinheit
Die
Fehlerschlussfolgerung für
die zweite Fehlerbedingung ”Fault
detection 2 is true” lautet
bei dem in
Die
Fehlerschlussfolgerung und die N-te Fehlerbedingung ”Fault detection
N is true” ist
bei dem in
Die
Logikeinheit
Beobachtet
beispielsweise der in
Beobachtet der Steuerrechner C2, dass er keine Daten mehr von den Sensoren L1, L2 erhält, besteht die Möglichkeit, dass der Datenkonzentrator R1 oder die Leitung W3 oder die Leitung W2 defekt ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass sowohl die beiden Sensoren L1, L2 defekt sind oder dass sowohl die Leitung W7 und die Leitung W8 defekt sind.observed the control computer C2 that he no longer receives data from the sensors L1, L2 receives exists the possibility, that the data concentrator R1 or the line W3 or the line W2 is defective. Furthermore, there is a possibility that both the both sensors L1, L2 are defective or that both the line W7 and the line W8 are defective.
Auf
diese Weise können
verschiedene Diagnoseregeln auf Basis der in dem Flugsystem vorhandenen
Signalpfade erstellt und abgespeichert werden. Bei einer möglichen
Ausführungsform
besteht eine Fehlerschlussfolgerung einer Diagnoseregel aus logischen
Verknüpfungen
von Flugobjektkomponenten, die in einem Signalpfad liegen, zu derjenigen Flugobjektkomponente
führt,
welche einen Fehlerdetektor zur Detektion der Fehlerbedingung der
jeweiligen Diagnoseregel aufweist. Bei dem in
Bei
einer möglichen
Ausführungsform
werden alle Fehlerschlussfolgerungen ausgelesen, deren Fehlerbedingungen
erfüllt
sind, und durch die Logikeinheit
Der
logische Ausdruck lautet:
(R1 or W1 or W2 or (L1 and L2) or
(W7 and W8)) and (R1 or W3 or W2 or (L1 and L2) or (W7 and W8))
and (R1 or L1 or W7 or W4 or W5) and (R1 or W1 or W2) and (R1 or
W2 or W3) and (R1 or W4 or W5)The logical expression is:
(R1 or W1 or W2 or (L1 and L2) or (W7 and W8)) and (R1 or W3 or W2 or (L1 and L2) or (W7 and W8)) and (R1 or L1 or W7 or W4 or W5 ) and (R1 or W1 or W2) and (R1 or W2 or W3) and (R1 or W4 or W5)
Anschließend ermittelt
die Logikeinheit
R1 or (W2 and W4) or (W2 and W5) or (W1 and W3 and
W4) or (W1 and W3 and W5)Subsequently, the logic unit determines
R1 or (W2 and W4) or (W2 and W5) or (W1 and W3 and W4) or (W1 and W3 and W5)
Bei
einer möglichen
Ausführungsform
wird durch die Logikeinheit
Bei
dem in
Die
verschiedenen ermittelten Fehlerursachenhypothesen haben unterschiedliche
Auftrittswahrscheinlichkeiten. Beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit,
dass mehrere Systemkomponenten gleichzeitig ausgefallen sind, in
der Regel geringer als die Wahrscheinlichkeit, dass eine einzelne
Systemkomponente ausfällt.
Bei einer möglichen
Ausführungsform
berechnet die Berechnungseinheit
Demgegenüber ist
die Auftrittswahrscheinlichkeit für die zweite Fehlerursachenhypothese
W2 und W4, d. h., dass sowohl die Leitung W2 als auch die Leitung
W4 ausgefallen ist: 0,01 × 0,01
= 0,0001 und somit viel geringer als die Auftrittswahrscheinlichkeit
für die
erste Fehlerursachenhypothese. Bei dem in
F1 : 10–1
F2 : 10–4
F3
: 10–4
F4
: 10–6
F5
: 10–6 On the other hand, the occurrence probability for the second cause-of-error hypothesis W2 and W4, that is, both the line W2 and the line W4 has failed, is 0.01 × 0.01 = 0.0001 and thus much lower than the occurrence probability of the first cause-of-error hypothesis. At the in
F1: 10 -1
F2: 10 -4
F3: 10 -4
Q4: 10 -6
Q5: 10 -6
Bei
diesem Scenario ist somit die Auftrittswahrscheinlichkeit für die erste
Fehlerursachenhypothese F1, d. h., dass der Datenkonzentrator R1
fehlerhaft ist, am höchsten.
Die Berechnungseinheit
Dies
ergibt als Diagnoseergebnis: (A ∨ B ∨ C) ∧ B = B Bei
dem in
Das entsprechende Diagnoseergebnis lautet: (A ∨ B ∨ C) ∧ (B ∨ C) ∧ (C = C).The the corresponding diagnostic result is: (A ∨ B ∨ C) ∧ (B ∨ C) ∧ (C = C).
Bei
dem in
Das
entsprechende logische Diagnoseergebnis lautet:
Das
Speichern der Fehlerdiagnoseregeln, insbesondere der zugehörigen Fehlerschlussfolgerungen
können
somit einen Einfluss auf das Fehlerdiagnoseergebnis haben. Während im
Falle von
Die
Die
Beidem
in
Das
Diagnoseergebnis ergibt sich dabei wie folgt:
Tritt somit ein Fehler an der Komponente C auf, lautet eine Fehlerursachenhypothese, das tatsächlich die Komponente C ausgefallen ist. Die alternative Fehlerursachenhypothese lautet, dass beide beobachtende Komponenten A, B ausgefallen sind und somit ein Doppelfehler vorliegt. Mithilfe der Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Komponenten kann beispielsweise belegt werden, dass die Auftrittswahrscheinlichkeit für die Fehlerursachenhypothese ”Ausfallen der Fehlerkomponente C allein” wahrscheinlicher ist.kick thus an error on the component C, is a fault cause hypothesis, that actually the component C has failed. The alternative fault cause hypothesis is that both observational components A, B have failed and thus a double error is present. Using the probabilities For example, the individual components can be used to prove that the probability of occurrence of the error cause hypothesis "Fail the error component C alone "more likely is.
Bei
den in
Anhand
des in
Bei einer möglichen Ausführungsform sind Wartungsprozeduren TSP (Trouble-Shooting Procedures) für Fehlerursachen oder Gruppen von Fehlerursachen vorgesehen, die dieselben Wartungsmaßnahmen erfordern. Bei einer möglichen Ausführungsform ist für jede Fehlerursachenhypothese eine zugehörige Wartungsprozedur vorgesehen.at a possible embodiment are maintenance procedures TSP (Trouble Shooting Procedures) for failure causes or groups of failure causes provided the same maintenance require. In one possible embodiment is for each fault cause hypothesis provided an associated maintenance procedure.
Das Diagnosewissen bzw. die Fehlerdiagnoseregeln werden vorzugsweise anhand von Spezifikationen der verschiedenen Systemhersteller erstellt bzw. von diesen zur Verfügung gestellt.The Diagnostic knowledge or the error diagnosis rules are preferred based on specifications of the various system manufacturers or available from these posed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Wartungsprozeduren von verschiedenen Ursachen bzw. verschiedene Fehlerursachenhypothesen vorbereitet bzw. vorgesehen werden, welche die gleichen Wartungsmaßnahmen erfordern.at the method according to the invention can Maintenance procedures of different causes or different Error cause hypotheses are prepared or provided, which the same maintenance require.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren zur Optimierung von Wartungsmaßnahmen bei einem Flugzeug ist in der Lage, alle möglichen Fehlerereignisse und Ereigniskombinationen zu berücksichtigen, die möglichen Fehlerursachen des Flugbetriebes zu kombinieren und aufgrund des Diagnoseergebnisses die entsprechenden Wartungsprozedurenvorzubereiten bzw. direkt einzuleiten. Aufgrund der möglichen Vorbereitung der Wartungsmaßnahmen und der zielgerechten Vorbereitung der Wartungsprozeduren zunächst für die wahrscheinlichsten Fehlerursachenhypothesen werden, die Wartungszeiten signifikant verringert.The Inventive diagnostic method for Optimization of maintenance measures in an aircraft is capable of all possible error events and To consider event combinations the possible ones Error causes of flight operations to combine and due to the Diagnostic result to prepare the appropriate maintenance procedures or to initiate directly. Due to the possible preparation of the maintenance measures and the targeted preparation of the maintenance procedures initially for the most likely Error cause hypotheses become, the maintenance times significantly reduced.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Diagnose von Fehlerursachen und zur Optimierung von Wartungsmaßnahmen werden dynamisch und automatisch während der Laufzeit der verschiedenen Flugsysteme ausgeführt. Es kann somit auch Fehlerszenarien flexibel auswerten, die ein Entwicklungsingenieur in der Entwicklung bzw. beim Design des jeweiligen Flugsystems nicht berücksichtigt hat. Dadurch wird zusätzlich die Sicherheit des Flugbetriebs erhöht. Der Einsatz von Boolschen Berechnungs- und Komprimierungsvorschriften erlaubt eine sichere und schnelle Auswertung der Diagnoseergebnisse. Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet logische Schlussfolgerungen, um effizient von Fehlerdetektionen in Flugsystemen auf mögliche fehlerhafte Systemkomponenten zu schließen.The inventive method for the diagnosis of causes of errors and for the optimization of maintenance measures be dynamic and automatic during the life of the various flight systems executed. It can therefore also flexibly evaluate fault scenarios that are a development engineer not in the development or design of the respective flight system considered Has. This will in addition increased the safety of flight operations. The use of Booleans Calculation and compression rules allow a secure and fast evaluation of the diagnostic results. The inventive method uses logical inferences to efficiently detect errors in flight systems to possible faulty Close system components.
- 11
- Flugobjekt, FlugzeugFlying object plane
- 22
- FehlerdiagnosevorrichtungThe diagnostic device
- 2A2A
- Speicher, DiagnosespeichereinheitStorage, Diagnosis storage unit
- 2B2 B
- Logikeinheitlogic unit
- 2C2C
- Berechnungseinheitcalculation unit
- 33
- Netzwerknetwork
- 44
- Wartungsvorrichtungmaintenance device
- 4A4A
- Wartungseinheitmaintenance unit
- 4B4B
- Wartungsprozedurenmaintenance procedures
- 55
- Fehlerdetektorenerror detectors
- 6, 76 7
- FunkschnittstelleRadio interface
- C1C1
- Steuerrechnertax calculator
- C2C2
- Steuerrechnertax calculator
- CPIOM C1, C2, C3CPIOM C1, C2, C3
- Datenverarbeitungsein-/ausgabemoduleData processing unit / output modules
- L1, L2L1, L2
- Sensorensensors
- R1, R2R1, R2
- DatenkonzentratorData concentrator
- W1–W8W1-W8
- Leitungencables
- Sys1Sys1
- System 1system 1
- Sys2Sys2
- System 2system 2
- Sys3Sys3
- System 3system 3
Claims (23)
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475854C1 (en) * | 2011-09-01 | 2013-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of determining time for conducting regular preventive maintenance of object and system for realising said method |
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US4649515A (en) * | 1984-04-30 | 1987-03-10 | Westinghouse Electric Corp. | Methods and apparatus for system fault diagnosis and control |
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2008
- 2008-10-22 DE DE200810043100 patent/DE102008043100A1/en not_active Ceased
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