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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Präventivwartungsverwaltungssystem und -verfahren zum Überwachen von Präventivwartungsdaten einer Maschine und Erstellen eines Wartungsplans für die Maschine sowie eine im System enthaltene Zellensteuereinrichtung.
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2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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In einem System (wie etwa einem Produktionssystem), das eine Mehrzahl Maschinen umfasst, kann jede Maschine durch eine Mehrzahl numerischer Steuereinrichtungen zum Steuern jeder jeweiligen Maschinen basierend auf einem Befehl von einem Überwachungscomputer betrieben werden. Als Dokument des relevanten Standes der Technik offenbart
JP 2004-202624 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum periodischen Erfassen von Informationen von einer mit einem Netzwerk verbundenen Mehrzahl Roboter und Sammeln eines Zustands jedes Roboters in einer Datenbank.
JP 2004-202624 A beschreibt außerdem, dass, wenn in einem Roboter eine Fehlfunktion auftritt, basierend auf Informationen eines zuvor registrierten Roboters und in Echtzeit erhaltenen Informationen entschieden werden kann, welcher Roboter eine Fehlfunktion hat.
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Des Weiteren offenbart
JP 2004-062276 A eine Geräteinformationsliefereinheit mit einer Einrichtung zum periodischen Erfassen von Geräteinformationen einer Werkzeugmaschine oder eines Messgeräts zu vorgegebenen Zeitintervallen, Sammeln der erfassten Geräteinformationen in Verbindung mit einem Zeitpunkt der Erfassung in einer Datenbank und Senden der gesammelten Geräteinformationen an externe Geräte.
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Zum anderen existiert eine herkömmliche Vorrichtung mit einer Funktion zum Informieren eines Bedieners, wann jedes in einer Werkzeugmaschine verwendete Bauteil zu überprüfen ist.
JP 2014-174680 A beispielsweise offenbart eine numerische Steuervorrichtung mit einer solchen Funktion.
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JP 2003-036320 A offenbart ein Bauteilinformationsverarbeitungssystem, das eine Sammeleinrichtung, die Betriebszustände austauschbarer Bauteile in einer Vorrichtung als gesammelte Betriebsinformationen sammelt, eine Lebensdauerinformationsspeichereinrichtung, die Lebensdauerinformationen speichert, die Betriebsbeschränkungen beim Betrieb der austauschbaren Bauteile angeben, eine Speichereinheit für einen Betrieb über eine Zeitspanne betreffende Informationen, die einen Betrieb über eine Zeitspanne betreffende Informationen speichert, die Betriebszustände der austauschbaren Bauteile über eine vorgegebene Zeitspanne angeben, eine Austauschzeitpunktberechnungseinrichtung, die basierend auf den einen Betrieb über eine Zeitspanne betreffenden Informationen, den gesammelten Betriebsinformationen und den Lebensdauerinformationen einen Zeitpunkt berechnet, zu dem austauschbare Bauteile ausgetauscht werden müssen, und eine Ausgabeeinrichtung umfasst, die den berechneten Austauschzeitpunkt ausgibt.
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Des Weiteren offenbart
JP 2002-123314 A ein Optimierungssystem zur Wartung einer Anlage, das (1) eine Einrichtung zum Analysieren und quantitativen Bewerten von Materialabnutzung, Korrosionsverlauf, etc. durch eine Spitzentechnologie im Hinblick auf langfristige Veränderungen von Anlagengerätematerialien und zum quantitativen Bewerten einer Störung von Arbeitsgeräten basierend auf einer Fehlereffektanalyse, (2) eine Einrichtung zum quantitativen Vorgeben von Wartungsabschnitten basierend auf der quantitativen Bewertung und (3) eine Einrichtung zum Einstellen einer Auftrittshäufigkeit einer Störung und eines Einflussgrades der Störung unter Verwendung eines Einflussgradbewertungsverfahrens und zum Bewerten (Häufigkeit·Einflussgrad) als Risiko umfasst.
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Beim Stand der Technik wird der Austausch eines Bauteils jeder Maschine aufgrund dessen Abnutzung in vielen Fällen durch einen Bediener durchgeführt, wenn die Nutzungsdauer des Bauteils eine vorgegebene Zeitspanne übersteigt, da das Bauteil in einem solchen Fall als abgenutzt betrachtet werden kann. Bei einem solchen Verfahren, bei dem das Bauteil nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne ausgetauscht wird, kann jedoch ein Bauteil ersetzt werden, das nicht wirklich abgenutzt ist, was eine große Verschwendung darstellt.
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Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren gibt eine numerische Steuervorrichtung basierend auf einer Bedingung, wie etwa einem die Abnutzung des Bauteils betreffenden Schwellenwert, eine Warnung, etc. nach außen (oder an einen Bediener) aus, um den Austausch eines Bauteils anzufordern. In manchen Fällen ist jedoch eine bis zum Erreichen des Lebensendes (oder bis zur Unbrauchbarkeit) des Bauteils (verbleibende) Zeitspanne sehr kurz. In einem solchen Fall kann das Bauteil vor dem Abschluss des Austauschvorgangs des Bauteils unbrauchbar werden, selbst wenn der Bediener den Austauschvorgang nach Ausgabe der Warnung beginnt, wodurch die Produktionseffizienz, etc. erheblich herabgesetzt werden kann. Bei der Technik gemäß
JP 2004-202624 A oder
JP 2004-062276 A wird eine solche verbleibende Zeitspanne nicht berechnet.
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In
JP 2014-174680 A hingegen wird die vorstehend beschriebene verbleibende Zeitspanne nicht berechnet oder ausgegeben, obgleich die numerische Steuervorrichtung die Zeitintervalle zum Überprüfen des Bauteils berechnet und sie nach außen ausgibt. In
JP 2003-036320 A wird die Lebensdauer des Bauteils basierend auf dessen Betriebsinformationen und nicht auf dem tatsächlichen Zustand des Bauteils berechnet. Wenn die tatsächliche Lebensdauer des Bauteils erheblich von den früheren Lebensdauerinformationen abweicht, ist es daher schwierig, das Bauteil zu einem geeigneten Zeitpunkt auszutauschen. Des Weiteren wird in
JP 2002-123314 A , obgleich die Abnutzung oder Korrosion des Anlagengerätematerials basierend auf dem tatsächlichen Zustand des Bauteils quantitativ bewertet und der Wartungsbereich vorgegeben wird, um das Risiko zu bewerten, die verbleibende Zeitspanne nicht korrekt berechnet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Präventivwartungsverwaltungssystem und -verfahren, bei dem Präventivwartungsdaten überwacht werden, eine bis zum Erreichen des Lebensendes eines Bauteils verbleibende Zeitspanne genau berechnet werden kann und basierend darauf ein geeigneter Wartungsplan erstellt werden kann, sowie eine im System enthaltene Zellensteuereinrichtung bereitzustellen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Präventivwartungsverwaltungssystem bereitgestellt, das wenigstens eine Maschine, wenigstens eine Maschinensteuereinrichtung, die die Maschine steuert, eine Zellensteuereinrichtung, die kommunikationsfähig mit der Maschinensteuereinrichtung verbunden ist, und einen Überwachungscomputer umfasst, der kommunikationsfähig mit der Zellensteuereinrichtung verbunden ist, wobei die Zellensteuereinrichtung einen Analyseabschnitt, der zu vorgegebenen Zeitintervallen von der Maschinensteuereinrichtung empfangene Präventivwartungsdaten der Maschine überwacht, eine den Präventivwartungsdaten zugeordnete Abnutzung eines Bauteils der Maschine basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten erkennt und beim Erkennen der Abnutzung eine bis zum Erreichen des Lebensende des Bauteils verbleibende Zeitspanne basierend auf den Präventivwartungsdaten berechnet, und einen Meldeabschnitt umfasst, der dem Überwachungscomputer die durch den Analyseabschnitt berechnete verbleibende Zeitspanne nebst einer Warnung meldet, die das Erkennen der Abnutzung angibt, und wobei der Überwachungscomputer einen Wartungsplanungsabschnitt umfasst, der basierend auf der verbleibenden Zeitspanne einen den Austauschvorgang des Bauteils enthaltenden Wartungsplan erstellt oder aktualisiert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform fährt der Analyseabschnitt nach dem Erkennen der Abnutzung fort, die Präventivwartungsdaten zu überwachen und berechnet die verbleibende Zeitspanne basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten neu, meldet der Meldeabschnitt dem Überwachungscomputer die durch den Analyseabschnitt neu berechnete verbliebene Zeitspanne und aktualisiert der Wartungsplanungsabschnitt den Wartungsplan basierend auf der neu berechneten verbleibenden Zeitspanne. In diesem Fall kann der Analyseabschnitt nach dem Erkennen der Abnutzung das Zeitintervall verringern, zu dem die Präventivwartungsdaten überwacht werden, da sich eine Änderungsrate der Präventivwartungsdaten erhöht.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zellensteuereinrichtung bereitgestellt, die kommunikationsfähig mit einer Maschinensteuereinrichtung zum Steuern einer Maschine verbunden ist, wobei die Zellensteuereinrichtung einen Analyseabschnitt umfasst, der zu vorgegebenen Zeitintervallen von der Maschinensteuereinrichtung empfangene Präventivwartungsdaten der Maschine überwacht, eine den Präventivwartungsdaten zugeordnete Abnutzung eines Bauteils der Maschine basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten erkennt und beim Erkennen der Abnutzung eine bis zum Erreichen des Lebensendes des Bauteils verbleibende Zeitspanne basierend auf den Präventivwartungsdaten berechnet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zellensteuereinrichtung ferner einen Meldeabschnitt, der einem Überwachungscomputer die durch den Analyseabschnitt berechnete verbleibende Zeitspanne nebst einer Warnung meldet, die das Erkennen der Abnutzung angibt, wobei der Überwachungscomputer einen Wartungsplanungsabschnitt umfasst, der basierend auf der verbleibenden Zeitspanne einen den Austauschvorgang des Bauteils enthaltenden Wartungsplan erstellt oder aktualisiert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform fährt der Analyseabschnitt nach dem Erkennen der Abnutzung fort, die Präventivwartungsdaten zu überwachen, und berechnet die verbleibende Zeitspanne basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten neu. In diesem Fall kann der Analyseabschnitt nach dem Erkennen der Abnutzung das Zeitintervall verringern, zu dem die Präventivwartungsdaten überwacht werden, da sich eine Änderungsrate der Präventivwartungsdaten erhöht.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Präventivwartungsverwaltungsverfahren bereitgestellt, das die Schritte umfasst: Überwachen von Präventivwartungsdaten einer Maschine, Erkennen einer den Präventivwartungsdaten zugeordneten Abnutzung eines Bauteils der Maschine basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten, Berechnen einer bis zum Erreichen des Lebensendes des Bauteils verbleibenden Zeitspanne beim Erkennen der Abnutzung basierend auf den Präventivwartungsdaten und Erstellen oder Aktualisieren eines den Austauschvorgang des Bauteils enthaltenden Wartungsplans basierend auf der berechneten verbleibenden Zeitspanne.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Präventivwartungsverwaltungsverfahren die Schritte des Fortsetzens der Überwachung der Präventivwartungsdaten nach dem Erkennen der Abnutzung und des Neuberechnens der verbleibenden Zeitspanne basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten. In diesem Fall kann das Zeitintervall, zu dem die Präventivwartungsdaten überwacht werden, nach dem Erkennen der Abnutzung verringert werden, da sich eine Änderungsrate der Präventivwartungsdaten erhöht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium bereitgestellt, das ein durch einen Computer ausgeführtes Programm speichert, durch das der Computer zu vorgegebenen Zeitintervallen von einer Maschinensteuereinrichtung empfangene Präventivwartungsdaten einer Maschine überwacht, eine den Präventivwartungsdaten zugeordnete Abnutzung eines Bauteils der Maschine basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten erkennt, beim Erkennen der Abnutzung eine bis zum Erreichen des Lebensendes des Bauteils verbleibende Zeitspanne basierend auf den Präventivwartungsdaten berechnet und die berechnete verbleibende Zeitspanne sowie eine Warnung ausgibt, die das Erkennen der Abnutzung angibt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Programm, dass der Computer nach dem Erkennen der Abnutzung fortfährt, die Präventivwartungsdaten zu überwachen, und die verbleibende Zeitspanne basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten neu berechnet. In diesem Fall kann das Programm umfassen, dass der Computer nach dem Erkennen der Abnutzung das Zeitintervall verringert, zu dem die Präventivwartungsdaten überwacht werden, da sich eine Änderungsrate der Präventivwartungsdaten erhöht.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Das vorstehende und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen genauer hervor. Es zeigt:
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1 ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines Präventivwartungsverwaltungssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines im Präventivwartungsverwaltungssystem von 1 ausgeführten Verfahrens darstellt;
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3 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen einer verbleibenden Zeitspanne basierend auf Messdaten einer Batteriespannung erläutert, die in den Präventivwartungsdaten enthalten sind; und
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4 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen einer verbleibenden Zeitspanne basierend auf Messdaten eines Isolationswiderstands eines Motors erläutert, die in den Präventivwartungsdaten enthalten sind.
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Genaue Beschreibung
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Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines Präventivwartungsverwaltungssystems 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Präventivwartungsverwaltungssystem 10 umfasst eine Zelle 16, die wenigstens eine, bevorzugt mehrere (drei, bei der dargestellten Ausführungsform) Maschinen 12a, 12b und 12c und wenigstens eine (normalerweise in gleicher Anzahl wie die Maschinen) Maschinensteuereinrichtung (oder numerische Steuereinrichtung) 14a, 14b und 14c enthält, die die jeweiligen Maschinen 12a, 12b und 12c steuert, eine Zellensteuereinrichtung 18, die dazu eingerichtet ist, mit jeder der Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b und 14c zu kommunizieren, und einen Überwachungscomputer (oder übergeordneten Computer) 20, der dazu eingerichtet ist, mit der Zellensteuereinrichtung 18 zu kommunizieren.
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Die Zelle 16 ist eine Gruppe mehrerer Maschinen zum Durchführen eines vorgegebenen Betriebs. Beispielsweise kann jede der Maschinen 12a, 12b und 12c eine Werkzeugmaschine, ein (Mehrgelenk-)Roboter oder eine Produktionsmaschine sein, wobei die Maschinen identisch miteinander oder unterschiedlich voneinander sein können.
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Die Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b und 14c sind dazu eingerichtet, die Bewegungen der Maschinen 12a, 12b bzw. 12c zu steuern und in jeder Maschine gemessene Präventivwartungsdaten an die Zellensteuereinrichtung 18 zu senden. In diesem Zusammenhang umfassen die Präventivwartungsdaten einen Wert, der eine Eigenschaft und/oder Leistung eines Bauteils jeder Maschine angibt, das mit einer angemessenen Häufigkeit ausgetauscht oder gewartet werden muss. Konkret können die Präventivwartungsdaten einen Wert eines Isolationswiderstands einer Achse oder eines Motors zum Antreiben eines bewegbaren Teils jeder Maschine, einer Spannung einer Batterie und einer Drehzahl eines Kühlgebläsemotors, etc. umfassen, der sich allmählich ändern (in den meisten Fällen verringern) kann, während sich das entsprechende Bauteil abnutzt.
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Bei dieser Ausführungsform kann die Zelle 16 in einer Fabrik, etc. zur Herstellung eines Produkts aufgestellt sein, die Zellensteuereinrichtung 18 und der Überwachungscomputer 20 können hingegen in einem anderen Gebäude, etc. als der Fabrik aufgestellt sein. In diesem Fall können die Zellensteuereinrichtung 18 und jede der Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b und 14c durch ein Netzwerk (oder eine erste Kommunikationseinheit 22), wie etwa ein Intranet, miteinander verbunden sein. Der Überwachungscomputer 20 kann hingegen in einem Büro, etc. aufgestellt sein, das sich nicht in der Fabrik befindet. In diesem Fall kann der Überwachungscomputer 20 durch ein Netzwerk (oder eine zweite Kommunikationseinheit 24), wie etwa das Internet, kommunikationsfähig mit der Zellensteuereinrichtung 18 verbunden sein. Die vorliegende Erfindung als solche ist jedoch nicht eingeschränkt, weshalb die erste Kommunikationseinheit 22 eine beliebige Einrichtung sein kann, vorausgesetzt sie verbindet die Zellensteuereinrichtung 18 kommunikationsfähig mit jeder der Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b und 14c. Auch die zweite Kommunikationseinheit 24 kann eine beliebige Einrichtung sein, vorausgesetzt sie verbindet die Zellensteuereinrichtung 18 kommunikationsfähig mit dem Überwachungscomputer 20.
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Die Zellensteuereinrichtung 18 ist dafür eingerichtet, die Zelle 16 zu steuern, konkret einen Befehl an jede der Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b und 14c zu senden und/oder einen Betriebszustand (einschließlich der vorstehend beschriebenen Präventivwartungsdaten) jeder der Maschinen 12a, 12b und 12c von den Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b bzw. 14c zu erhalten. Genauer umfasst die Zellensteuereinrichtung 18, wie in 1 gezeigt, einen Analyseabschnitt 26, der die zu vorgegebenen Zeitintervallen von jeder Maschinensteuereinrichtung empfangenen Präventivwartungsdaten jeder Maschine überwacht, eine den Präventivwartungsdaten zugeordnete Abnutzung eines Bauteils (z. B. einer Batterie oder eines Motors) der Maschine basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten erkennt und beim Erkennen der Abnutzung eine bis zum Erreichen des Lebensendes des Bauteils verbleibende Zeitspanne basierend auf den Präventivwartungsdaten berechnet, und einen Meldeabschnitt 28, der dem Überwachungscomputer 20 die durch den Analyseabschnitt 26 berechnete verbleibende Zeitspanne nebst einer Warnung meldet, die das Erkennen der Abnutzung angibt.
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Die Zellensteuereinrichtung 18 kann ferner einen Speicherabschnitt 30 umfassen, wie etwa einen Speicher, der dazu eingerichtet ist, die durch den Analyseabschnitt 26 überwachten oder analysierten Daten zu speichern. Die Zellensteuereinrichtung 18 kann außerdem einen Eingabeabschnitt 32, der dazu eingerichtet ist, eine Eingabe von einem Bediener oder einer anderen Einrichtung zu empfangen, und einen Anzeigeabschnitt 34 umfassen, der dazu eingerichtet ist, vom Eingabeabschnitt 32 empfangene Informationen und/oder vom Analyseabschnitt 26 verarbeitete Inhalte anzuzeigen.
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Der Überwachungscomputer 20 ist beispielsweise ein Arbeitsplatzrechner und dazu eingerichtet, basierend auf der Warnung und der von der Zellensteuereinrichtung 18 empfangenen verbleibenden Zeitspanne einen Wartungsplan zu erstellen oder zu entwerfen, durch den ein Wartungsvorgang, wie etwa ein Austausch des Bauteils, innerhalb der verbleibenden Zeitspanne abgeschlossen werden kann. Genauer umfasst der Überwachungscomputer 20, wie in 1 gezeigt, einen Wartungsplanungsabschnitt 36, der basierend auf der von der Zellensteuereinrichtung 18 empfangenen verbleibenden Zeitspanne einen den Austauschvorgang des Bauteils enthaltenen Wartungsplan erstellt oder aktualisiert. Der Überwachungscomputer 20 kann außerdem einen Speicherabschnitt 38 umfassen, wie etwa einen Speicher, der dazu eingerichtet ist, den durch den Wartungsplanungsabschnitt 36 erstellten oder aktualisierten Wartungsplan, etc. zu speichern. Der Überwachungscomputer 20 kann ferner einen Eingabeabschnitt 40, der dazu eingerichtet ist, von dem Bediener oder einer anderen Einrichtung eine Eingabe zu empfangen, und einen Anzeigeabschnitt 42 umfassen, der dazu eingerichtet ist, vom Eingabeabschnitt 40 empfangene Informationen und/oder durch den Wartungsplanungsabschnitt 36 verarbeitete Inhalte anzuzeigen.
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines hauptsächlich in der Zellensteuereinrichtung 18 ausgeführten Verfahrens darstellt, und 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der verbleibenden Zeitspanne basierend auf den Präventivwartungsdaten (bei diesem Beispiel eine Spannung der Batterie) erläutert. Zunächst werden die im Speicherabschnitt 30, etc. der Zellensteuereinrichtung 18 gespeicherten Präventivwartungsdaten initialisiert (Schritt S1) und eine Zeitspanne zum Messen der Präventivwartungsdaten wird auf eine vorgegebene anfängliche Messzeitspanne eingestellt (Schritt S2). Bei dem Beispiel von 3 entspricht die anfängliche Messzeitspanne einem Zyklus t1 (z. B. vierundzwanzig Stunden), in dem die Batteriespannung automatisch gemessen wird, wenn die Batterie normal ist (d. h. bevor sich die Batterie abnutzt).
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Als Nächstes werden in Schritt S3 die Präventivwartungsdaten (in diesem Fall die Batteriespannung jeder Maschine) in der in Schritt S2 bestimmten initialisierten Messzeitspanne oder einer aktualisierten Messzeitspanne gemessen, wie nachstehend beschrieben. In diesem Zusammenhang kehrt das Verfahren, wenn das auf die Präventivwartungsdaten bezogene tatsächliche Bauteil (in diesem Fall die Batterie) bereits ausgetauscht worden ist (d. h. der Anfangswert des Messwerts der Batteriespannung wiederhergestellt worden ist), zu Schritt S1 zurück (Schritt S4).
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Als Nächstes wird nach dem Speichern der Messdaten (Schritt S5) automatisch entschieden, ob eine Abnutzung der Batterie erkannt worden ist (Schritt S6). Bei dem Beispiel von 3 kann, wie durch eine als durchgezogene Linie dargestellte Kurve 50 gezeigt, wenn ein Messwert V der Batteriespannung, von dem eine vorgegebene Toleranz abgezogen wird, unter einen anfänglichen oder normalen Wert V0 fällt (z. B. wenn V unter einen Schwellenwert V1 fällt, der 90% von V0 entspricht), entschieden werden, dass eine Abnutzung der Batterie aufgetreten ist. Wenn der Messwert der Batteriespannung hingegen nicht kleiner als der Schwellenwert ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S3 zurück.
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Wenn in Schritt S6 eine Abnutzung der Batterie erkannt wird (z. B. zum Zeitpunkt T1 in 3), wird automatisch eine Lebensdauervorhersagefunktion (oder eine Näherungskurve) berechnet, die eine zukünftige Änderung der Batteriespannung angibt, wie durch eine als gestrichelte Linie dargestellte Kurve 52 veranschaulicht (Schritt S7). Dann wird eine verbleibende Zeitspanne t2 ab dem Erkennen der Abnutzung bis zu einem Abfall des Messwerts auf eine Spannung V2, bei der die Batterie ersetzt werden muss (zum Zeitpunkt T2 in 3), automatisch berechnet (Schritt S8). Die berechnete verbleibende Zeitspanne wird nebst einer Warnung, die das Erkennen der Abnutzung angibt, automatisch von der Zellensteuereinrichtung 18 an den Überwachungscomputer 20 gesendet (Schritt S9). Der Überwachungscomputer 20 erstellt oder entwirft basierend auf der von der Zellensteuereinrichtung 18 empfangenen verbleibenden Zeitspanne einen Wartungsplan, um festzulegen, wann der Austauschvorgang des Bauteils jeder Maschine der Zelle 16 durchzuführen ist.
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Wie in 3 gezeigt, ändert sich der Messwert der Batteriespannung voraussichtlich schnell, nachdem die Abnutzung der Batterie begonnen hat. Daher ist es bevorzugt, nach dem Erkennen der Abnutzung die Messzeitspanne zu ändern (verringern) und gleichzeitig die Batteriespannung zu messen oder zu überwachen (Schritt S10 → Schritt S3), und die verbleibende Zeitspanne automatisch neu zu berechnen (mit anderen Worten, die Lebensdauervorhersagefunktion automatisch zu aktualisieren). Aufgrund dessen kann der Überwachungscomputer 20 nach dem Erkennen der Abnutzung schrittweise eine genauere Lebensdauervorhersagefunktion von der Zellensteuereinrichtung 18 empfangen und den Präventivwartungsplan basierend auf der genaueren verbleibenden Zeitspanne erstellen oder aktualisieren.
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Die Messzeitspanne kann durch eine Eingabe des Bedieners in die Zellensteuereinrichtung 18 geändert werden. Im Hinblick auf eine Arbeitsersparnis, ist es hingegen beispielsweise in Schritt S7 bevorzugt, dass die Zellensteuereinrichtung 18 eine neue Messzeitspanne sowie die verbleibende Zeitspanne automatisch berechnet. In diesem Zusammenhang muss die neue Messzeitspanne verringert werden, da sich die Änderungsrate der Präventivwartungsdaten erhöht. Daher kann die Messzeitspanne beispielsweise unter Verwendung einer Funktion berechnet werden, durch die die Messzeitspanne verringert wird, da die Änderungsrate des Messwerts der Batteriespannung, wie in 3 gezeigt, hoch ist. Bei dem Beispiel von 3 wird die Batteriespannung vor dem Erkennen der Abnutzung einmal am Tag (oder alle vierundzwanzig Stunden) gemessen oder überwacht, wobei die Messzeitspanne nach dem Erkennen der Abnutzung allmählich auf zwölf Stunden, acht Stunden, vier Stunden, etc. verringert wird, was einem Gradienten der als gestrichelte Linie dargestellten Kurve 52 entspricht.
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Die Lebensdauervorhersagefunktion kann basierend auf den früheren Messdaten experimentell bestimmt werden. Bei der Ausführungsform wird die Lebensdauervorhersagefunktion nach dem Erkennen der Abnutzung durch Erhalten der Messdaten schrittweise aktualisiert. Daher kann, selbst wenn die Genauigkeit der unmittelbar nach dem Erkennen der Abnutzung erzeugten Lebensdauervorhersagefunktion relativ gering ist, der Überwachungscomputer 20 den Wartungsplan basierend auf der schrittweise aktualisierten Vorhersagefunktion (oder verbleibenden Zeitspanne) aktualisieren, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass der Bediener den Austauschvorgang basierend auf einem ungeeigneten Wartungsplan durchführt, erheblich gesenkt werden kann.
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4 gleicht 3 und zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen einer verbleibenden Zeitspanne basierend auf automatisch gemessenen Daten eines Isolationswiderstands R darstellt, der einen Grad der Isolationsabnutzung eines Motors der Maschine als anderes Beispiel der Präventivwartungsdaten angibt. Im Grunde gleicht das Beispiel von 4 dem Beispiel von 3 abgesehen davon, dass das zu messende Objekt von der Batteriespannung in den Isolationswiderstand geändert wurde und dass die Anfangsspannung V0, der Schwellenwert V1 zum Erkennen der Abnutzung und die Spannung V2, bei der der Austauschvorgang notwendig ist, in einen anfänglichen Widerstandswert R0, einen Schwellenwert R1 bzw. einen Widerstandswert R2 geändert wurden. Darüber hinaus ist das auszutauschende Objekt bei dem Beispiel von 3 die Batterie, während das auszutauschende Objekt bei dem Beispiel von 4 der Motor ist.
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Als Abwandlung der Ausführungsform kann in dem Flussdiagramm von 2 der Schritt S6 zum Erkennen der Abnutzung nach dem Schritt S9 eingefügt werden, d. h. nachdem die berechnete verbleibende Zeitspanne an den Überwachungscomputer gesendet worden ist. Aufgrund dessen kann die verbleibende Zeitspanne vor dem Erkennen der Abnutzung berechnet werden, wodurch der Wartungsplan in einer frühen Phase erstellt werden kann.
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Wie vorstehend erläutert, erhält und überwacht die Zellensteuereinrichtung 18 die Präventivwartungsdaten jeder der Maschinen 12a, 12b und 12c zu vorgegebenen Zeitintervallen von den Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b bzw. 14c. Wenn die Zellensteuereinrichtung 18 entscheidet, dass die überwachten Daten eine Abnutzung oder ein Anzeichen für eine Abnutzung des Bauteils angeben, die den Daten zugeordnet ist, berechnet die Zellensteuereinrichtung 18 die verbleibende Zeitspanne, die angibt, wann der Austausch- oder Wartungsvorgang des Bauteils durchzuführen ist. Dann sendet die Zellensteuereinrichtung 18 die berechnete verbleibende Zeitspanne nebst der Warnung an den Überwachungscomputer 20. Demgemäß kann der Überwachungscomputer 20 den innerhalb der gemeldeten verbleibenden Zeitspanne durchführbaren Austauschvorgang des Bauteils dem zuvor erstellen Wartungsplan hinzufügen oder darin aktualisieren. Die wie vorstehend berechnete verbleibende Zeitspanne gibt eine Lebensdauer jedes Bauteils an, wobei der individuelle Unterschied zwischen den Bauteilen berücksichtigt wird, wodurch ein unnötiger Austausch des Bauteils wie beim Stand der Technik vermieden werden kann, bei dem der Austauschzyklus jedes Bauteils einheitlich vorgegeben ist. Des Weiteren können die Vorhersage der Lebensdauer und die auf der vorhergesagten Lebensdauer basierende Erstellung des Wartungsplans automatisch durchgeführt werden, so dass die Belastung des Bedieners nicht erhöht wird. Daher kann gemäß der Ausführungsform der Erfindung durch den rationalisierten Präventivwartungsplan und die optimierte Zeitspanne zum Austauschen des Bauteils eine sichere und effektive Präventivwartung durchgeführt werden.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform kann die Reihe von Verfahren (d. h. der Empfang der Präventivwartungsdaten der Maschinen 12a, 12b und 12c von den Maschinensteuereinrichtungen 14a, 14b und 14c zu den vorgegebenen Zeitintervallen, das auf den überwachten Präventivwartungsdaten basierende Erkennen der den Präventivwartungsdaten zugeordneten Abnutzung des Bauteils der Maschine, das auf den Präventivwartungsdaten basierende Berechnen der bis zum Erreichen des Lebensendes des Bauteils verbleibenden Zeitspanne beim Erkennen der Abnutzung und das Melden oder Ausgeben der durch den Analyseabschnitt berechneten verbleibenden Zeitspanne nebst der Warnung, die das Erkennen der Abnutzung angibt) unter Verwendung eines Programms durch einen Computer (in diesem Fall die Zellensteuereinrichtung 18 oder der Überwachungscomputer 20) ausgeführt werden. Das Programm kann in einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium, wie etwa einer CD-ROM, gespeichert werden.
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Des Weiteren können die anderen vorstehend beschriebenen Verfahren (z. B. das Fortsetzen der Überwachung der Präventivwartungsdaten nach dem Erkennen der Abnutzung und das Neuberechnen der verbleibenden Zeitspanne basierend auf den überwachten Präventivwartungsdaten sowie das Verringern des Zeitintervalls, zu dem die Präventivwartungsdaten überwacht werden, nach dem Erkennen der Abnutzung, da sich die Änderungsrate der Präventivwartungsdaten erhöht) unter Verwendung eines Programms durch den Computer ausgeführt werden. Das Programm kann ebenfalls in dem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium gespeichert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Bauteil der Maschine basierend auf der automatisch berechneten verbleibenden Zeitspanne, die auf den überwachten Präventivwartungsdaten basiert, zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgetauscht werden, während das Bauteil beim Stand der Technik nach Ablauf einer festen Zeitspanne ausgetauscht wird. Daher kann die Präventivwartung bei der vorliegenden Erfindung sicher und effektiv durchgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004-202624 A [0002, 0002, 0008]
- JP 2004-062276 A [0003, 0008]
- JP 2014-174680 A [0004, 0009]
- JP 2003-036320 A [0005, 0009]
- JP 2002-123314 A [0006, 0009]
