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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen eines Elektrowerkzeugs sowie eine Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen eines Elektrowerkzeugs gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 10.
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Derartige Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs sind jedoch aus dem Stand der Technik wohl bekannt. Bekannt sind nämlich beispielsweise Schall-basierte Vorrichtungen, welche zum gegenwärtigen Zeitpunkt zu einer Analyse einer Fehlfunktion eines Elektrowerkzeugs Körperschall benutzen. Dazu wird ein geeigneter Sensor mechanisch mit dem zu überprüfenden Objekt, also beispielsweise dem Elektrowerkzeug, verbunden und wandelt dessen Vibrationen in elektrische Signale um, welehe dann zur Fehlerdiagnose verwendet werden.
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Auch existieren entsprechende Analysevorrichtungen, welche den über den luftübertragenden Schall (im Gegensatz zum Körperschall) auswerten. Diese Vorrichtungen kombinieren den Luftschall mit weiteren Sensorsignalen (zum Beispiel Körperschallsensoren, Drehratensensoren, mehrere Mikrofone zur Ortung der Schallquelle), nehmen jedoch oftmals keine automatische Klassifikation des Fehlertyps vor (das heißt, es kann oftmals nur erkannt werden, ob ein Defekt vorliegt, jedoch kann nicht erkannt werden, wo und/oder was genau für eine Art oder Klasse von Defekt vorliegt) und benötigen stets noch weitere Sensoren. Mit anderen Worten kann lediglich mit derartigen Vorrichtungen ein Ja-/Nein-Analyseprinzip unter zusätzlicher Verwendung von weiteren Sensoren verfolgt werden, welches nur grundsätzlich angeben kann, ob irgendwo ein, wie auch immer gearteter, Defekt im Werkzeug vorliegt oder eben nicht.
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Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs sind daher nicht nur ungenau in Bezug auf die konkrete Lokalisierung/Kategorisierung der Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs, sondern darüber hinaus ebenso auch wenig kostengünstig und wenig betriebsstabil.
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Ausgehend hiervon ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter anderem ein Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs anzugeben, welches in überraschend einfacher Art und Weise automatisch eine Klassifikation und Lokalisierung der Fehlfunktion eines Elektrowerkzeugs ermöglicht und darüber hinaus ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung nicht nur kostengünstig ist, sondern auch ganz besonders betriebsstabil gefahren werden kann.
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Diese Aufgabe wir durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Um nun ein Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs anzugeben, welches es in besonders einfacher Art und Weise ermöglicht, die Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs zu klassifizieren und/oder zu lokalisieren, macht die hier beschriebene Erfindung unter anderem von der Idee Gebrauch, dass bei dem hier beschriebenen Verfahren zunächst während einer Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs, die vom Elektrowerkzeug erzeugte Geräusche von zumindest einem Mikrofon zumindest zeitweise erfasst werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Mikrofon um ein akustisches Mikrofon, welches Schallwellen empfängt.
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In einem nächsten Schritt werden, nach Betätigung und/oder Steuerung eines Systems zur Benutzerinteraktion, die von dem Mikrofon erfassten Geräusche durch ein System zur Signalverarbeitung und von dem System zur Signalverarbeitung über das Mikrofon als Audiosignale empfangen. Mit anderen Worten wandelt daher das Mikrofon die Geräusche durch mathematisch/elektrotechnische Algorithmen in Audiosignale um und transportiert diese weiter zum System zur Signalverarbeitung. Insbesondere kann es sich bei dem System zur Signalverarbeitung um ein Bauelement handeln, welches als kompaktes, das heißt einstückig hergestelltes Baukastenelement in einer größeren Baukastengruppe verbaut werden kann.
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In einem nächsten Schritt werden die Geräusche bzw. die zu Audiosignalen von dem System zur Signalverarbeitung und/oder dem Mikrofon umgewandelten Audiosignale und/oder aus den Audiosignalen extrahierte Daten, wie zum Beispiel Frequenzprofile, einer Fehlerdiagnose derart unterzogen, als dass, insbesondere nur, die empfangenen Audiosignale und/oder, insbesondere nur, aus den Audiosignalen extrahierte Daten, wie zum Beispiel Frequenzprofile, anschließend an einem System zur Fehlererkennung, insbesondere ausgehend von dem System zur Signalverarbeitung, übertragen werden. Insbesondere ist denkbar, dass die Audiosignale, welche von dem System zur Signalverarbeitung empfangen und/oder erzeugt werden, innerhalb des Systems zur Signalverarbeitung selbst weiter aufbereitet werden.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter denkbar, dass diese von dem System zur Signalverarbeitung aufbereiteten Daten zusammen mit vom Benutzer angegebenen Zusatzinformationen und/oder Auswertebedingungen an das System zur Fehlererkennung geschickt werden. Denkbar ist, dass das System zur Fehlererkennung von dem System zur Signalverarbeitung räumlich getrennt ist. Denkbar ist nämlich, dass das System zur Fehlererkennung in einem Computernetzwerk, beispielsweise einem Cloud-basierten Netzwerk, integriert ist. Dazu kann das System zur Fehlererkennung hinterlegt sein in einem Cloud-fähigen Zentralserver.
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Entscheidend ist, dass von dem System zur Fehlererkennung nur diese empfangene Audiosignale und/oder nur aus diesen Audiosignalen extrahierte Daten genutzt werden, um einen automatischen Abgleich mit in zumindest einer Datenbank hinterlegten Referenzaudiosignalen und/oder aus diesen Referenzaudiosignalen extrahierten Daten vorzunehmen, um eine Fehlerklassifikation der Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs durchzuführen. Mit anderen Worten kann ein Audio-Abgleich statt auf Audio-Ebene vollständig oder teilweise auf einer Ebene der extrahierten Daten stattfinden.
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Mit anderen Worten nutzt das System zur Fehlererkennung die in der Datenbank abgelegten Informationen in Verbindung mit dem hier beschriebenen automatischen Abgleich, um eine Klassifikation des dem Audiosignal entsprechenden Fehlertyps (unter Umständen unter Berücksichtigung der vom Benutzer angegebenen Zusatzinformation) zu ermöglichen. Insofern können besonders vorteilhaft durch das hier beschriebene Verfahren alle diejenigen Fehlerquellen erkannt, identifiziert und/oder lokalisiert werden, deren Auftreten zugleich mit einer akustischen Signalwirkung verbunden sind. Mit der Aufnahme der Geräusche können die Symptome als charakteristische Merkmale von Fehlfunktionen genau beschrieben und die zu den speziellen Symptomen gehörigen Fehlfunktionen eindeutig identifiziert werden. Insbesondere kann es sich bereits als ausreichend erweisen, ein einziges Mikrofon als einen akustischen Detektor anzuordnen, um eine Vielzahl sich auch akustisch bemerkbar machender Fehlfunktionen zu erfassen. Eine größere Anzahl spezieller physikalischer Sensoren, wobei gewöhnlich ein Sensor für jede zu überwachende Betriebsfunktion benötigt wird, ist nicht mehr erforderlich.
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Durch das hier beschriebene System zur Benutzerinteraktion kann darüber hinaus das Verfahren von einem Benutzer des Elektrowerkzeugs manuell, beispielsweise für eine vorgegebene Zeit, aktiviert werden. Bei Auftreten eines nicht bekannten oder intuitiv mit einer Fehlfunktion verknüpften Geräusches startet daher der Benutzer das Verfahren, das heißt, dass zunächst die Geräusche erfasst werden.
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Nach der Aktivierung des Analyseprozesses durch das System der Benutzerinteraktion, beispielsweise einem Touchscreen oder einer sonstigen Eingabeeinheit, wird das Verfahren automatisch beim Auftreten von für den fehlerlosen Betrieb unbekannten Geräuschen für eine vorgegebene Zeit aktiviert. Hierfür ist es daher notwendig, bekannte Geräuschkulissen und/oder gewonnene Audiosignale und/oder aus diesen Audiosignalen extrahierte Daten von einzelnen Teilen des Elektrowerkzeugs, die einem normalen Betrieb entsprechen, in einem Speicher, das heißt in der hier beschriebene Datenbank zu hinterlegen. Bei Abweichung der beispielsweise kontinuierlich überwachten Geräusche von dem in der Datenbank hinterlegten Referenzaudiosignalen kann das Verfahren daher automatisch, das heißt ohne separate Beeinflussung oder Einstellung von außen, die Art und/oder die Lokalisierung des Fehlers an dem Elektrowerkzeug feststellen. Vorzugsweise gibt das System zur Fehlererkennung das Ergebnis der Fehlerklassifikation an das System der Benutzerinteraktion wieder aus, das heißt, ein Ergebnis kann von dem System zur Benutzerinteraktion, welches beispielsweise einen Bildschirm umfassen kann, optisch und/oder auch akustisch dem Benutzer mitgeteilt werden.
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Zudem ist denkbar, dass zwar das hier beschriebene Verfahren bzw. die hier beschriebene Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs an einer Vielzahl von verschiedenen Elektrowerkzeugen in Wirkverbindung gebracht werden kann, jedoch ist das hier beschriebene Verfahren und die hier beschriebene Vorrichtung insbesondere geeignet nur in Elektrowerkzeugen Verwendung zu finden. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass das hier beschriebene Verfahren bzw. die hier beschriebene Vorrichtung ganz besonders kompakt und platzsparend nicht nur an oder in den Elektrowerkzeugen verbaut werden kann, sondern dass zusätzlich die hier beschriebenen Systeme zur Benutzerinteraktion und zur Fehlererkennung auf die konkreten Eigenschaften von den Elektrowerkzeugen angepasst sind. Die kann heißen, dass das hier beschriebene Verfahren bzw. die hier beschriebene Vorrichtung, ungeeignet ist, um eine Fehlerdiagnose, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, durchführen zu können. Zur Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens bzw. der hier beschriebenen Vorrichtung, beispielsweise in derartigen Kraftfahrzeugen, bedarf es nämlich weiterer Umbauarbeiten und Anpassungen der einzelnen Systeme, die zwar durchaus denkbar sind durchgeführt werden zu können, jedoch ist das hier beschriebene Verfahren bzw. die hier beschriebene Vorrichtung insbesondere geeignet, Fehlfunktionen von Elektrowerkzeugen feststellen zu können.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform, umfasst das Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen einen ersten Schritt, wonach während einer Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs vom Elektrowerkzeug erzeugte Geräusche von zumindest einem Mikrofon zumindest zeitweise erfasst werden, wobei in einem nächsten Schritt die erfassten Geräusche nach Inbetriebnahme, durch Betätigung und/oder Steuerung eines Systems zur Benutzerinteraktion, eines System zur Signalverarbeitung von einem System zur Signalverarbeitung über das Mikrofon die Geräusche als Audiosignale empfangen werden.
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Dabei werden die Geräusche einer Fehlerdiagnose derart unterzogen, als dass, insbesondere nur, die empfangenen Audiosignale und/oder, insbesondere nur aus den Audiosignalen extrahierte Daten, wie zum Beispiel Frequenzprofile, anschließend an ein System zur Fehlererkennung übertragen werden, wobei das System zur Fehlererkennung nur diese empfangenen Audiosignale und/oder nur aus den Audiosignalen extrahierte Daten nutzt, um einen automatischen Abgleich mit in zumindest einer Datenbank hinterlegten Referenzaudiosignalen und/oder aus diesen Referenzaudiosignalen extrahierten Daten vorzunehmen, um eine Fehlerklassifikation der Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs durchzuführen. Es versteht sich dabei von selbst, dass dabei auch die aus den Referenzaudiosignalen extrahierten Daten ebenso in Datenbank hinterlegt sein können.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform basiert eine Fehlerklassifikation der Audiosignale auf zumindest einem Analysealgorithmus, welcher in dem System zur Fehlererkennung und/oder der Datenbank hinterlegt ist, wobei mittels des Analysealgorithmus eine Einteilung und/oder Lokalisierung der Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs durchgeführt wird. Insofern ist es möglich, dass über den Analysealgorithmus nicht nur die empfangenen und vorzugsweise von dem System zur Signalverarbeitung aufbereiteten Audiosignale und/oder aus den Audiosignalen extrahierte Daten in beispielsweise verschiedene Fehlerkategorien und/oder Lokalisierungsorte am Elektrowerkzeug eingeteilt werden können, sondern dass beispielsweise auch mittels des Analysealgorithmus die Audiosignale wiederum nochmals beispielsweise aufbereitet, kategorisiert und/oder weiter in verschiedene Schwingungsbestandteile, insbesondere im Hinblick auf deren Frequenzspektrum und/oder Phasenspektrum der Signale aufgeteilt werden können. Insofern erlaubt der hier beschriebene Analysealgorithmus in besonders zuverlässiger Art und Weise nicht nur ein Feststellen, ob tatsächlich eine Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs vorliegt, sondern erlaubt zudem auch beispielsweise das Feststellen eines Schweregrads der Fehlfunktion und/oder auch eine genaue Angabe an welchem Baugruppenteil des Elektrowerkzeugs eine Fehlfunktion aufgetreten ist. Ebenso ist denkbar, dass zur Erkennung einer Fehlfunktion die von dem Analysealgorithmus analysierten und kategorisierten Audiosignale einen Grenzwert (zu englisch: threshold) überschreiten müssen, ab dem tatsächlich eine nicht mehr hinnehmbare Fehlfunktion vorliegt. Ist eine Fehlfunktion tatsächlich festgestellt worden, ist denkbar, dass mittels des Systems zur Fehlererkennung und/oder der anderen Systeme der hier beschriebenen Vorrichtung bzw. des hier beschriebenen Verfahrens, das Elektrowerkzeug beispielsweise automatisch und/oder von einem Benutzer (nach Ausgabe eines Warnsignals) abgestellt werden kann. Ein Verletzungsrisiko des Benutzers ist daher minimiert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Mikrofon, das System zur Benutzerinteraktion, das System zur Signalverarbeitung und/oder das System zur Fehlererkennung in zumindest einem mobilen, vorzugsweise internetfähigen Endgerät verbaut. Insbesondere kann es sich bei dem Endgerät beispielsweise um einen Tablet-PC und/oder um ein Mobiltelefon handeln. Soll an dem Elektrowerkzeug eine Symptomerkennung von möglichen Fehlfunktionen durchgeführt werden, ist daher denkbar, dass das Elektrowerkzeug in einen Nahfelderkennungsbereich des mobilen Endgeräts gebracht wird, sodass das Mikrofon des mobilen Endgeräts während des Betriebs des Elektrowerkzeugs, das heißt während des Hinhaltens des mobilen Endgeräts in die Nähe des Elektrowerkzeugs, die Geräuschkulisse aufnimmt und somit in besonders einfacher Art und Weise es ermöglicht, eine Vorrichtung zur Fehlererkennung in zumindest ein teilweise mobiles, vorzugsweise internetfähiges Endgerät verbaut wird.
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Denkbar ist nämlich, dass nach einem Aufnehmen der Geräuschkulisse und einem Umwandeln der Geräusche in Audiosignale von dem System zur Fehlererkennung, welche vorzugsweise, wie obig bereits erwähnt, in ebenso einem Endgerät verbaut sein kann, diese mit einer WLAN-Leitung, welche insbesondere ebenso internetfähig sein sollte, an eine extern angeordnete und hinterlegte Datenbank gesendet werden, um den schlussendlichen Fehlerklassifikationen einer möglichen Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs durchführen zu können.
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Ein derartiges mobiles System ist daher ganz besonders geeignet für eine sehr weitgehende und möglichst unbeschränkte Anwendung auf eine ganze Vielzahl von unterschiedlichen Elektrowerkzeugen, welche an unterschiedlichen Örtlichkeiten positioniert sein können.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Datenbank in zumindest einem Zentralserver hinterlegt. Bei dem Zentralserver kann es sich um einen derartigen Server handeln, welcher ein Teil eines Cloud-basierten Netzwerkes ist. Insofern spricht man bei einer Positionierung der Datenbank in dem Zentralserver von einer "Cloud-basierten Diagnose". In diesem Fall ist es nötig, dass die gesamte Vorrichtung um internetfähige Kommunikationsmittel ergänzt ist. Dies kann heißen, dass das Mikrofon, das System zur Benutzerinteraktion, das System zur Signalverarbeitung und/oder das System zur Fehlererkennung zumindest teilweise interfähig sind, sodass ein Computernetzwerk, beispielsweise ein Cloud-basiertes Netzwerk, durch die gesamte Vorrichtung hergestellt werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden Ergebnisdaten der Fehlerklassifikation in der Datenbank hinterlegt, und diese Ergebnisse werden zur zeit- und/oder falldynamischen Anpassung des Analysealgorithmus verwendet. In einer derartigen Ausführungsform werden daher die durch die Ergebnisdaten gewonnenen Erkenntnisse ebenfalls in einer Datenbank hinterlegt und können dazu genutzt werden, beispielsweise den hier beschriebenen Analysealgorithmus zu aktualisieren. Man spricht daher im Fachgargong von "Online-learning". Dabei heißt "zeitdynamische Anpassung" eine Anpassung des Analysealgorithmus, beispielsweise abhängig von einer Betriebszeit des Elektrowerkzeugs und/oder einer Betriebszeit der Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen am Elektrowerkzeug. Eine "falldynamische Anpassung" ist eine derartige Anpassung des Analysealgorithmus, welche zwar zeitunabhängig durchgeführt werden kann, jedoch beispielsweise einen Zähler umfasst, der zählt, wie oft bereits ein Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen am jeweiligen Elektrowerkzeug durchgeführt wurde. Mit anderen Worten handelt es sich bei einer falldynamischen Anpassung um eine derartige Anpassung, bei der beispielsweise ein Zählsystem in die Vorrichtung integriert ist, welche die Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens an dem jeweiligen Elektrowerkzeug mitzählt.
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Dabei ist nämlich denkbar, dass das hier beschriebene Verfahren bzw. die hier beschriebene Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen mehreren Elektrowerkzeugen zugeordnet ist bzw. an mehreren Elektrowerkzeugen durchgeführt werden kann. Dazu kann die hier beschriebene Vorrichtung ein Identifikationsmittel umfassen, mittels dem das jeweilige Elektrowerkzeug identifiziert werden kann, sodass nur in Bezug auf das jeweilig identifizierte Elektrowerkzeug ein derartiger Zählerstand und/oder eine zeitdynamische Anpassung des Algorithmus durchgeführt wird.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Ergebnisdaten der Fehlerklassifikation wähnt, ist es nämlich möglich, dass die hier beschriebene Vorrichtung bzw. das hier beschriebene Verfahren über Mittel verfügt, welche das Elektrowerkzeug eindeutig identifizieren können und aufgrund von Kenndaten des Elektrowerkzeugs ein entsprechendes Analyseprogramm bzw. den entsprechenden Analysealgorithmus, welcher eindeutig, vorzugsweise eineindeutig, dem Elektrowerkzeug zugeordnet ist, ins System zur Fehlererkennung hineinlädt Nach dem Hineinladen steht daher dem hier beschriebenen Verfahren, bzw. der hier beschriebenen Vorrichtung die Datenbetriebshistorie der Vergangenheit zur Verfügung. Mit anderen Worten kann die hier beschriebene Vorrichtung eine Diagnose mit der Datenbetriebshistorie des zu untersuchenden Elektrowerkzeugs (zum Beispiel durch Abgleich mit der zentralen Datenbank) durchführen und kann diese Service-Historie der Diagnose entsprechend aktualisieren. Dem Benutzer können in diesem Fall zusätzliche nützliche Informationen angezeigt werden (zum Beispiel Kontaktdaten für den betreuenden Servicemitarbeiter, Laufzeit der Garantie, Möglichkeit zur direkten Kontaktaufnahme, etc.).
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Insbesondere kann das Mikrofon, das System zur Benutzerinteraktion, das System zur Signalverarbeitung und/oder das System zur Fehlererkennung in Datenkommunikation mit einem Geo-Lokalisierungssystem stehen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform bereitet das System zur Signalverarbeitung die Audiosignale vor Weiterleitung an das System zur Fehlererkennung mittels zumindest einem Daten- und/oder Algorithmenfilters auf. Eine derartige Verfahrensweise ermöglicht es daher, in einer besonders zeitsparenden Art und Weise, dass das System zur Fehlererkennung die insofern aufbereiteten Audiosignale besonders schnell, einfach und kostengünstig analysieren kann, ohne dass in dem System zur Fehlererkennung selbst in aufwendiger Art und Weise derartige zusätzliche Daten und/oder Algorithmenfilter erst integriert werden müssen. Mit anderen Worten ermöglicht daher dies eine Verwendung eines Systems zur Fehlererkennung, welches über allgemein und nicht speziell auf das Elektrowerkzeug und/oder auf das System zur Signalverarbeitung ausgerichtete Analysemittel verfügt. Die von dem System zur Signalverarbeitung aufbereiteten Audiosignale werden nämlich in besonders allgemeiner und leicht zu entschlüsselnder Form an das System zur Fehlererkennung weitergeleitet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mittels des Systems zur Benutzerinteraktion und/oder zumindest einer weiteren Schnittstelle gerätetypische Parameter des Elektrowerkzeugs eingegeben, wobei die gerätetypischen Parameter eindeutig der entsprechenden Fehlerklassifikation und/oder einem Elektrowerkzeug zugeordnet sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem gerätetypischen Parameter um eine Typennummer des Elektrowerkzeugs und/oder um eine Produktbezeichnung des Elektrowerkzeugs, welche es dem System zur Benutzerinteraktion ermöglicht, dieses Elektrowerkzeug eindeutig zu identifizieren.
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Darüber hinaus betrifft die hier beschriebene Erfindung eine Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs. Dabei weist die hier beschriebene Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen zumindest eines Elektrowerkzeugs die gleichen Ausgestaltungen und Vorteile auf, wie das hier beschriebene Verfahren. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren offenbarten Merkmale sind ebenso für die hier beschriebene Vorrichtung offenbart und umgekehrt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die hier beschriebene Vorrichtung zumindest ein Mikrofon, welches dazu ausgestaltet und dafür vorgesehen ist, die während einer Fehlfunktion des Elektrowerkzeugs die vom Elektrowerkzeug erzeugten Geräusche zumindest zeitweise zu erfassen, wobei die erfassten Geräusche nach Inbetriebnahme der Vorrichtung, durch Betätigung und/oder Steuerung eines Systems zur Benutzerinteraktion, durch ein System zur Signalverarbeitung über das Mikrofon als Audiosignal empfangbar sind.
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Dabei werden die Geräusche einer Fehlerdiagnose derart unterzogen, als dass die empfangenen Audiosignale und/oder aus den Audiosignalen extrahierte Daten anschließend an ein System zur Fehlererkennung übertragbar sind, wobei das System zur Fehlererkennung dazu ausgestaltet ist, nur diese empfangenen Audiosignale zu nutzen, um einen automatischen Abgleich mit den in zumindest einer Datenbank hinterlegten Referenzaudiosignalen und/oder aus den Referenzaudiosignalen extrahierte Daten vorzunehmen, um eine Fehlerklassifikation des Elektrowerkzeugs durchzuführen.
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Dabei weist die hier beschriebene Vorrichtung, wie obig erwähnt, die gleichen Vorteile und individuellen Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Verfahren auf.
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Im Folgenden wird das hier beschriebene Verfahren sowie die hier beschriebene Vorrichtung zur Symptomerkennung einer Fehlfunktion anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörenden Figuren näher erläutert.
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1 Schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebe nen Verfahrens sowie eine hier beschriebene Vorrichtung.
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In dem Ausführungsbeispiel und der Figur sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die hier dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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In der 1 ist anhand einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung 101 zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen eines Elektrowerkzeugs 1 dargestellt.
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Die hier beschriebene Vorrichtung umfasst ein Mikrofon 3, ein System zur Benutzerinteraktion 4, ein System zur Signalverarbeitung 5, ein System zur Fehlererkennung 6 sowie eine Datenbank 7.
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Dabei veranlasst ein Benutzer in einem ersten Schritt den Beginn der DiagnoseFunktionalität via des Systems zur Benutzerinteraktion 4. Dabei enthält das System möglicherweise zumindest eine Schnittstelle, mit der der Benutzer optional zusätzliche Informationen (zum Beispiel Gerätetyp, Seriennummer) angeben kann.
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In einem nächsten Schritt empfängt das System zur Signalverarbeitung 5 die vom zu untersuchenden Elektrowerkzeug 1 ausgehenden Geräusche 2A, welche vom Mikrofon in entsprechende Audiosignale 2B konvertiert werden, bereitet diese durch geeignete Filterung und Merkmalsextraktion auf.
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In einem nächsten Schritt werden diese aufbereiteten Audiosignale und/oder aus den Audiosignalen extrahierte, aufbereitete Daten so von dem System zur Signalverarbeitung 5 (unter Umständen zusammen mit vom Benutzer angegebenen Zusatzinformationen) an das System zur Fehlererkennung 6 geschickt.
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Das System zur Fehlererkennung 6 nutzt die in einer Datenbank 7 abgelegten Informationen in Verbindung mit einem geeigneten mathematischen Model zur Klassifizierung des dem Audiosignal 2B entsprechenden Fehlertyps (unter Umständen unter Berücksichtigung der vom Benutzer angegebenen Zusatzinformationen). Bei dem geeigneten mathematischen Model zur Klassifizierung des Audiosignals 2B kann es sich insbesondere um einen Analysealgorithmus handeln, welcher zum einen an das spezielle Elektrowerkzeug 1 angepasst ist und/oder auch hinsichtlich eines besonders für den Benutzer als signifikant wichtig erachteten Fehlertyps eingerichtet und eingestellt sein kann.
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Die Ergebnisdaten 2C der Fehlerklassifikation werden in der Datenbank 7 abgelegt und können dazu genutzt werden, den Analysealgorithmus zeit- und/oder falldynamisch anzupassen und zu aktualisieren (zu englisch: online-learning).
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Das System zur Fehlererkennung 6 sendet alsdann die Ergebnisdaten und/oder Daten der Fehlerklassifikation an das System zur Benutzerinteraktion 4, welches beispielsweise ein Display-Screen sein kann.
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Die unterschiedlichen (Teil) Systeme müssen dabei nicht zwangsweise auf dem gleichen physikalischen Gerät lokalisiert sein. Denkbar ist zum Beispiel eine Aufteilung in ein handheld device (zum Beispiel ein Smartphone plus entsprechender "App") und einem zentralen Server zur automatischen Analyse („Computer basierte Diagnose''). In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Gesamtsystem um geeignete Kommunikationsmittel (zum Beispiel Internet-Fähigkeit) ergänzt wird (wie sie zum Beispiel in Smartphone standardmäßig verfügbar sind).
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Das Diagnoseresultat kann optional im Nachhinein bewertet werden (zum Beispiel kann ein Service-Mitarbeiter nach der Diagnose mit dem hier vorgestellten System das zu untersuchende Gerät auf diesen Fehler überprüfen und so die Richtigkeit der automatischen Diagnose feststellen).
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Nachdem das Diagnoseresultat bewertet wurde (zum Beispiel über eine entsprechende Funktionalität im System der Benutzerinteraktion 4 und/oder im System zur Fehlererkennung 6) wird diese Bewertung in der Datenbank 7 vermerkt und der Analysealgorithmus, insbesondere das mathematische Model des Analysealgorithmus, zur Klassifizierung des Fehlertyps kann entsprechend, beispielsweise zeitdynamisch, angepasst werden.
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Denkbar ist jedoch trotzdem, dass die hier beschriebene Vorrichtung 101 optional mit weiteren optionalen Anschlüssen für weitere Sensoren ausgestattet ist. Sofern der Benutzer diese zusätzlichen Sensoren vor der Diagnose anschließt, können deren Signale ebenfalls zur Diagnose genutzt werden. Derartige Sensoren sind jedoch nur rein als optional zu verstehen und bilden nur eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der hier beschriebenen Erfindung.
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Denkbar ist auch, dass das hier beschriebene System zur Fehlererkennung eine Diagnose mit einer Daten-Betriebshistorie des Elektrowerkzeugs 1 verknüpft. Eine derartige Service-Vorgeschichte kann mit den Audiosignalen durch einen Abgleich mit der zentralen Datenbank 7 durchgeführt werden, sodass die Service-Historie während der Diagnose auch entsprechend angepasst und aktualisiert werden kann. Dem Benutzer werden in diesem Fall zusätzliche nützliche Informationen angezeigt (zum Beispiel Kontaktdaten für den betreuenden Servicemitarbeiter, Laufzeit der Garantie, Möglichkeit zur direkten Kontaktaufnahme etc.).
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Sofern Teile des Systems auf einer Smartphone-ähnlichen Plattform betrieben werden können, kann das System unter Umständen auch und mit dem Einverständnis des Benutzers zusätzliche Funktionen und Sendersignale nutzen. Denkbar ist nämlich, dass das Mikrofon 3, das System zur Benutzerinteraktion 4, das System zur Signalverarbeitung 5 und/oder das System zur Fehlererkennung 6 in Datenkommunikation mit einem Geo-Lokalisierungssystem (zu englisch: GPS) steht, sodass stets der genaue Ort sowohl der hier beschriebenen Vorrichtung 101 zur Fehlerdiagnose als auch des Elektrowerkzeugs 1 festgestellt werden kann. Beispielsweise kann auf einem mobilen Endgerät, also dem Smartphone, auf dem bis auf die Datenbank sämtliche Systeme der Vorrichtung 101 integriert und verbaut sein können, die nächstgelegene Service-Werkstatt für das zu untersuchende Gerät, das heißt das Elektrowerkzeug 1, anzeigen, oder können die Kommunikations-Funktionen des Smartphones nutzen, um mit einem Servicemitarbeiter Kontakt aufzunehmen (zum Beispiel via Anruf, SMS, E-Mail etc.).
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In der Summe weist daher, wie obig bereits mehrmals erwähnt, die hier beschriebene Erfindung die besonderen Vorteile auf, welche darin gesehen werden können, dass die hier beschriebene Vorrichtung 101, außer zumindest einem Mikrofon 3, keine weiteren Sensorsignale benötigt. Insbesondere sind kein Körpereschallsensor und kein Drehratensensor unbedingt notwendig.
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Dabei erkennt das System nicht nur die Tatsache, dass ein Defekt vorliegt, sondern klassifiziert den Fehler automatisch und kann diesen auch örtlich unmittelbar am Elektrowerkzeug 1 lokalisieren.
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Nachdem das System in Betrieb genommen wird, kann daher auch die interne Datenbank automatisch aktualisiert werden und die mathematischen Modelle (das heißt Analysealgorithmus) zur Fehlerdiagnose entsprechend angepasst werden. Eine Bewertung der automatisehen Diagnose im Nachhinein ist jedoch ebenso denkbar, sodass das System damit ganz besonders anpassungsfähig ist und seine Leistung im laufenden Betrieb verbessern kann.
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Falls eine zentrale Datenbank 7 verwendet wird, so kann diese automatisch einen zentralen Bestand an bereits hinterlegten Referenzaudiosignalen und/oder aus den Referenzaudiosignalen extrahierte Daten zu diagnostischen Zwecken nutzen, um Fehler zu diagnostizieren. Diese Informationen können dann zu einem späteren Zeitpunkt für statistische Zwecke ausgewertet werden.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand des Ausführungsbeispiels und der Figur beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrowerkzeug
- 2A
- Geräusche
- 2B
- Audiosignale
- 2C
- Ergebnisdaten
- 3
- Mikrofon
- 4
- System zur Benutzerinteraktion
- 5
- System zur Signalverarbeitung
- 6
- System zur Fehlererkennung
- 7
- Datenbank
- 8
- Zentralserver
- 100
- Verfahren zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen
- 101
- Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen
