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Die Erfindung betrifft eine Automatisierungsvorrichtung zur selbständigen Abarbeitung von Leistungsanforderungen innerhalb einer Gesamtheit von Komponenten, die als Maschinen, Apparate und/oder Anlagen ausgebildet und mit einer Automatisierungseinrichtung mit wenigstens einer Recheneinheit mit Datenspeicher zusammenarbeiten, welche infolge der Verarbeitung von Signalen von Sensoren, mit denen die Maschinen, Apparate und/oder Anlagen versehen sind, bestimmte Handlungen vornimmt oder veranlasst.
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Entsprechend der aktuellen Entwicklung werden Maschinen und Anlegen in zunehmendem Maße mit intelligenten Systemen, zum Beispiel mittels „embedded software” oder anderen Technologien versehen und werden so zunehmend internetfähig.
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Hierzu werden Maschinen und Anlagen dementsprechend mit ähnlichen Eigenschaften wie Personen ausgestattet, wie zum Beispiel mit persönlichen Profilen, mit der Fähigkeit, Nachrichten zu versenden und zu empfangen, Kontaktlisten zu pflegen, Wissen über andere Mitglieder des Netzwerkes zu speichern und vieles mehr.
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Diese Eigenschaften sind allerdings nicht ausreichend für eine selbständige Abarbeitung von Leistungsanforderungen innerhalb einer Gesamtheit von Komponenten, welche infolge der Verarbeitung von Signalen, die sie von Sensoren erhalten haben, bestimmte Handlungen vornehmen oder veranlassen sollen, um hierdurch einen operativen Vorteil zu erzielen.
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Tatsächlich bedarf es noch weiterer Qualitäten, damit ein derartiges System selbsttätig aktionsfähig ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Automatisierungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen beziehungsweise weiterzubilden, welche in der Lage ist, ohne Einflussnahme von außen selbständig Maßnahmen einzuleiten, die zur Kontrolle des Betriebsverhaltens der zugehörigen Komponenten erforderlich sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dementsprechend ist vorgesehen, dass einer jeder Komponente der Gesamtheit eine Automatisierungseinrichtung zugeordnet ist und dass einzelne Komponenten dieser Gesamtheit oder alle Komponenten unter Einbeziehung ihrer jeweiligen Automatisierungseinrichtung selbständig miteinander kommunizieren.
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Dementsprechend kann man den Kern der Erfindung als ein eigenständiges „Social Network” von Maschinen und Anlagen bezeichnen, in welchem eine selbständige Kommunikation aller zur Gesamtheit der Komponenten stattfindet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gesamtheit von Maschinen, Apparaten und/oder Anlagen in einem Kommunikationsnetzwerk zusammengefasst, welches die Automatisierungseinrichtungen einer jeden Komponente miteinander verknüpft.
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Ein weitere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jede Komponente innerhalb der Gesamtheit eindeutig identifizierbar ist anhand wenigstens eines Identifizierungsmerkmals, wobei dieses Identifizierungsmerkmal festgelegte Grunddaten umfasst, wie zum Beispiel Typ und Baujahr der betreffenden Komponente und/oder deren Betriebsweise und Konfiguration.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in jeder Automatisierungseinrichtung Informationen über die im Kommunikationsnetzwerk zusammengefassten Komponenten hinterlegt und jederzeit abrufbar sind.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Automatisierungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Komponente mittels der ihr zugeordneten Automatisierungseinrichtung permanent Informationen über ihr eigenes Betriebsverhalten mit den im Kommunikationsnetzwerk verbundenen Komponenten austauscht.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass alle Komponenten der Gesamtheit mittels der ihr jeweils zugeordneten Automatisierungseinrichtung permanent miteinander kommunizieren und im Falle des Auftretens einer Unregelmäßigkeit bei einer Komponente über das Kommunikationsnetzwerk selbständig nach Abhilfemöglichkeiten suchen, indem sie die Datenspeicher des Kommunikationsnetzwerkes nach gleichen oder ähnlichen Ereignissen abfragen.
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Zweckmäßigerweise ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Automatisierungsvorrichtung vorgesehen, dass im Falle des Auftretens einer Unregelmäßigkeit bei einer Komponente diese Komponente dieses Ereignis in ihrem Datenspeicher dauerhaft erfasst und bewertet und dass diese Information im Wiederholungsfall zur Verfügung steht.
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Für den Fall des Auftretens einer signifikanten Unregelmäßigkeit bei einer Komponente ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die betreffende Komponente dieses Ereignis speichert und den übrigen Komponenten im Kommunikationsnetzwerk mitteilt sowie der Betriebsleitung zur Anzeige bringt.
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Eine bevorzugte Automatisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Auftretens einer signifikanten Unregelmäßigkeit bei einer Komponente die betreffende Komponente oder eine andere Komponente, bei der ein derartiges Ereignis bereits gespeichert vorliegt, den übrigen Komponenten im Kommunikationsnetzwerk dies kommuniziert und, soweit Informationen vorliegen, Maßnahmen zur Abhilfe unterbreitet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Automatisierungsvorrichtung registriert sich eine neue Komponente, zum Beispiel eine neue Maschine innerhalb einer Gesamtheit per Internet oder Intranet in einem „M2M (machine to machine) Social Network” mit den Grunddaten, beispielsweise der Typ und das Baujahr der- Maschine, ihre Konfiguration und/oder deren Einsatzweise.
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Mit diesen Daten registriert sich die Maschine auf der Plattform ”M2M Social Network”,
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Auf dieser Plattform besteht die Möglichkeit, dass zum Beispiel Maschinen gleichen Typs sich „sozial” verbinden”, das heißt im einfachsten Fall, voneinander wissen. Eine neu registrierte Maschine schickt eine Anfrage ins Netz, um zu erfahren, wer noch registriert ist unter dem Namen „xy-Maschine”, die beispielsweise in einer Papierfabrik steht. In einem „Social Network” sind dies ”Freunde”.
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Die erfindungsgemäße Automatisierungsvorrichtung antwortet auf diese Anfrage und benennt die Maschinen die in dem angefragten Profil entsprechen. In einem nächsten Schritt können Daten ausgetauscht werden.
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Eine weitere Möglichkeit, die ein derartiger Netzverbund eines „Social Networks” bietet, besteht darin, dass Maschine I. eine Abweichung von dem idealen Betriebszustand registriert. Eine diesbezügliche Interpretation sowie erforderliche Maßnahmen sind im Datensatz der Maschine nicht erfasst, werden aber bei Auftreten dieses „Phänomens” gespeichert. Die betroffene Maschine „fragt” daraufhin die Datenspeicher der Mitglieder im Netzwerk ab, ob dort gleiche oder ähnliche Erscheinungen beziehungsweise Ereignisse bekannt sind.
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Sofern eine andere Maschine über entsprechende Daten verfügt, werden diese zur Verfügung gestellt, ebenso wie sinnvolle Maßnahmen, wie die Übermittlung einer möglichen Lösung eines Problems, die bei anderen Maschinen, die im Netzwerk registriert sind. Diese Informationen und die Lösung des registrierten Problems werden dann in der betroffenen Maschine gespeichert und dann auch dem Netzwerk zur Verfügung gestellt. Die betroffene Maschine kann so den eigenen Zustand vergleichen und interpretieren. Die gespeicherten Lösungen werden im Laufe der Zeit zahlreicher und werden statistisch ausgewertet und Prognosen und Vorhersagen können darauf basierend gemacht werden.
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Das Phänomen, das von der Sensorik in der betroffenen Maschine festgestellt wurde, führt in 90% aller Fälle gemäß einer Information aus dem Netzwerk zu einem Maschinenausfall innerhalb der nächsten 5 Tage. Diese Meldung wird dann an den Betriebsleiter weitergeleitet.
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Der Betriebsleiter kann zum Beispiel ebenfalls Mitglied des „M2M Social Networks” sein und zum Beispiel Informationen holen oder zur Verfügung stellen.
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Auf die Frage des Betriebsleiters, welche Maßnahmen sich als notwendig erwiesen haben, kann auf die in der Automatisierungsvorrichtung inhärenten beziehungsweise auf die in den Datenspeichern der Automatisierungsvorrichtung gespeicherten Informationen zurückgegriffen werden.
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So kann eine bevorstehende Unterbrechung entweder von vorneherein vermieden werden oder aber auf ein Minimum begrenzt werden, da mögliche Abhilfemaßnahmen anhand der in der erfindungsgemäßen Automatisierungsvorrichtung verfügbaren Daten für die jeweils erforderlichen sinnvollen Lösungen bereits vorhanden sind.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Automatisierungsvorrichtung ist zweckmäßigerweise die Erfassung aller Betriebsdaten, Fehlermeldungen, Sensordaten der Komponenten der Gesamtheit der Automatisierungseinrichtung vorgesehen, wobei die erfassten Daten und Meldungen kontinuierlich oder turnusmäßig jeweils einer statistischen Auswertung unterzogen sind, welche unter Berücksichtigung spezifischer Kriterien, wie zum Beispiel Standort, Last- und Temperaturverlauf ausgeführt wird. Hierfür kann beispielsweise ein geeigneter zentral laufender Algorithmus herangezogen werden.
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Mit dieser erfindungsgemäß vorgesehenen Verfahrensweise, die ihren sinnvollen Nutzen aus der Auswertung und statistischen Aufbereitung einer Vielzahl von gleichen oder ähnlichen Komponenten erhält, ist es möglich bereits zu einem frühen Zeitpunkt zuverlässige Aussagen und Prognosen über das Betriebsverhalten einzelner Komponenten zu machen, bei denen eine Besonderheit beim Betrieb beobachtet oder festgestellt worden ist.
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So kann beispielsweise, wenn Daten der Maschine A die Unregelmäßigkeit A aufweisen, deren Symptome bei zum Beispiel 80% vergleichbarer Fälle innerhalb eines bestimmten Zeitraums, zum Beispiel x Stunden, bei anderen ausgewerteten Komponenten zu einem Stillstand oder deren fatalem Versagen geführt haben, abgeleitet werden, dass dies auch hier zu erwarten ist, so dass präventiv die betroffene Komponente außer Betrieb gesetzt oder mit reduzierter Last weiter andere Maßnahmen vorgesehen werden, um ein derartiges plötzliches Versagen zu vermeiden.
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Hierbei ist auch der jeweilige Anwendungsbereich berücksichtigt, in welchem die Komponente oder Maschine arbeitet. So ist es durchaus plausibel, dass eine „out-door”-Komponente, zum Beispiel Motor, in der Wüste ganz anderen klimatischen Bedingungen und Verschleißmechanismen ausgesetzt ist als an einem Standort in Zentraleuropa.
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Aus einem erfindungsgemäß ausgebildeten „M2M-Social Network” ist beispielsweise diese Standortinformation jederzeit entnehmbar, so dass statistisch aufbereitete Prognosen jederzeit möglich sind. Hierdurch wird vermieden, dass jegliche Erfahrungen mit einer Maschine jeweils „einzeln” verifiziert werden müssen. Anhand der ausreichend großen Anzahl von Komponenten im Netzwerk sind statistische Auswertungen und darauf gestützte Prognosen möglich.
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Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigen:
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1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen „Sozialen Netzwerkes” mit darin verbundenen Maschinen,
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2 ein Schema, welches die zu einer Maschine gehörigen Unterkomponenten ausweist und
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3 ein Schema zur Verwaltung der Maschinen.
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In 1 ist der schematische Aufbau des „Social Networks” 10 gezeigt, das als Automatisierungsvorrichtung dient und in welchem Maschinen 12, 14, 16, dies können Anlagen, Apparate und auch Maschinen sein, miteinander verbunden sind und miteinander kommunizieren.
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So können die Maschine 1 129 und Maschine 2 14 bis Maschine X 16 automatisch über ein Netzwerk 18 mit dem M2M Netzwerk-Server 20 (M2M: machine to machine) kommunizieren. Jede der Maschinen 12 bis 16 ist dort als Mitglied registriert und erhält eine eigene Adresse und beispielsweise eine eigene Web-Seite. Der M2M Netzwerk-Server 20 stellt hierbei die notwendigen Dienste zur Verfügung. Als User sind die betreffenden Maschinen 12, 14, 16 eingetragen, die auf die eigene Web-Seite oder auf die der anderen Mitglieder (Maschine 1 bis X) zugreifen können.
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In 2 ist ein Schema gezeigt, welches die zu einer Maschine 16 gehörigen Unterkomponenten ausweist. Dementsprechend enthält jede Maschine 16, das heißt Anlagen, Apparate, Maschinen, folgende Untereinheiten, die sie befähigen, in dem „M2M Sozialen Netzwerk” agieren können, nämlich Daten, zum Beispiel Instandhaltungsdaten 22, Sensoren 24 und X, Software, Hardware und Datenspeicher 26.
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Insbesondere die Sensoren 24 erfassen Informationen in Form von Daten 22 aus beziehungsweise zu den Maschinen 16 wie Betriebstemperatur, Öltemperatur, Schaltspiele usw. sowie von der Umgebung, beispielsweise Umgebungstemperatur, Schwingungen und ähnliches mehr. Diese Daten 22 werden jeweils intern gespeichert und zu höherwertigen Informationen weiterverarbeitet, zum Beispiel zu Grenzwertüberschreitungen oder erreichten Betriebsstunden.
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Die Maschinen 16 enthalten weiterhin einen Datenspeicher 26 für Instandhaltungsdaten 22, nämlich Angaben zum Alter der Maschine, Hersteller, Art und Dauer von Reparaturen und Wartungsarbeiten sowie zu verwendeten Ersatzteilen usw. Diese Daten 22 können jeweils nach Freigabe an den Netzwerk-Server 20 weitergegeben werden und stehen dann auch den anderen Mitgliedern zur Verfügung. Sie erscheinen auf der für jede Maschine 12, 14, 16 eingerichteten Web-Seite, damit beispielsweise auch Instandhaltungsfachleute Informationen abrufen können.
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Schließlich ist in 3 ein Schema zur Verwaltung der Maschinen 12, 14, 16 angegeben, das heißt vorzugsweise erfolgt die Datenverwaltung in dem M2M-Netzwerk-Server 20, der alle diesbezüglichen Daten über eine Kommunikationsschnittstelle 28 erfasst und mittels Web-Applikationen 32 bereitstellt. Das bedeutet, dass Daten vieler Maschinen 12, 14, 16 zusammengeführt werden und in einem Datenspeicher 30 abgelegt sind.
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Die in einer der Maschinen 12 bis 16 eingebettete Intelligenz sendet dann im Falle zum Beispiel eines auftretenden Problems eine diesbezügliche Anfrage an den Netzwerk-Server 20, beispielsweise „Bei welchen Maschinen in einer vergleichbaren Arbeitsumgebung ist ein solches Problem schon aufgetreten”.
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Das Modul „M2M-Beziehungen” 34 führt Maschinen 12, 14, 16, die in vergleichbaren Umgebungen arbeiten und möglicherweise ähnliche Lebenszyklen haben, frühzeitig in einem Unter-Kollektiv zusammen, das beispielsweise in einem Auswertemodul 36 vorgesehen sein kann. Dort werden gezielt relevante Daten gesammelt, ausgetauscht, ausgewertet.
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Wenn eine Maschine 16 sich neu in dem System anmeldet beziehungsweise registriert, wird der Netzwerk-Server 20 diese Maschine 16 in das Unter-Kollektiv via Modul „M2M-Beziehungen” 34 mit vergleichbaren Maschinen 16 integrieren. Damit ist gewährleistet, dass Informationen zwischen ähnlichen Partnern, die in einem ähnlichen Industrieumfeld arbeiten, ausgetauscht werden können. Der Austausch von Informationen erfolgt dabei automatisch.
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Darüber hinaus verfügt der Network-Server darüber hinaus auch über ein Auswertemodul 36, welches zur Auswertung der vorhandenen Daten dient. Diese sind beispielsweise statistische Auswertungen, die Suche nach Antworten bei Anfragen, die zum Beispiel von Maschinen 16 kommen, die ein Problem haben. Dabei können auch Anfragen via Web an einzelne Maschinen gerichtet werden, wenn Daten fehlen. Diese Daten liegen dann zumindest lokal bei der Maschine vor.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Social Network (Soziales Netzwerk)
- 12
- Maschine 1
- 14
- Maschine 2
- 16
- Maschine X
- 18
- Netzwerk
- 20
- M2M Netzwerkserver
- 22
- Instandhaltungsdaten
- 24
- Sensoren
- 26
- Software, Hardware, Datenspeicher
- 28
- Kommunikationsschnittstelle
- 30
- Datenspeicher
- 32
- Web-Applikation
- 34
- M2M-Beziehungen
- 36
- Auswertemodul
