DE102023122216A1 - Systeme und Verfahren zur Ferndiagnose von industriellen Maschinenkommunikationssystemen und Lösungen - Google Patents

Systeme und Verfahren zur Ferndiagnose von industriellen Maschinenkommunikationssystemen und Lösungen Download PDF

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Curtis P. Ritter
Joseph A. Bell
Michael F. Flanagan
Daniel Rossi
Donald Adams
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Deere and Co
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Abstract

Systeme und Verfahren zur Diagnose eines Kommunikationssystems innerhalb einer Industriemaschine. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Kommunikationssystemdaten des Kommunikationssystems der Industriemaschine und das Ermitteln, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten das Auftreten eines Kommunikationssystemproblems angeben. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln, ob als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Daten des Kommunikationssystems das Auftreten des Kommunikationssystemproblems angeben, die empfangenen Daten des Kommunikationssystems einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten. Das Verfahren umfasst auch das Analysieren der empfangenen Kommunikationssystemdaten, um zu ermitteln, ob eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist, und das Übertragen der Fernlösung an einen der Industriemaschine zugeordneten Benutzer, wenn ermittelt wird, dass die Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist.

Description

  • GEBIET
  • Verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen betreffen die Ferndiagnose zum Ermitteln des Zustands von Kommunikationssystemkomponenten von Industriemaschinen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Moderne Industriemaschinen, zu denen Industriefahrzeuge (z. B. Landwirtschafts-, Bau-, Forstwirtschafts-, Bergbaufahrzeuge usw.) und stationäre Industrieanlagen (z. B. Generatoren, Pumpen, Kompressoren usw.) gehören können, sind komplexe Systeme, die zahlreiche Steuervorrichtungen wie elektronische Steuermodule (ECMs) und/oder Steuergeräte (ECUs) umfassen können. Die Steuervorrichtungen sind in der Regel mit einem oder mehreren Kommunikationssystemen vernetzt. Beispiele für Kommunikationssysteme sind Controller Area Networks (CAN), Local Interconnect Networks (LIN), Ethernet-Netzwerke usw. Aufgrund der Zahl von Steuerungsvorrichtungen und der Komplexität der zugehörigen Kommunikationsnetzwerke in modernen Industrievorrichtungen ist die Diagnose von Problemen innerhalb der Kommunikationssysteme schwieriger geworden. Bestimmte Industriemaschinen sind mit internen Diagnosesystemen ausgestattet. Diese internen Systeme können jedoch aufgrund von Größen-, Kosten- oder Leistungserwägungen in ihrem Umfang begrenzt sein. Techniker und Servicezentren sind oft mit wesentlich robusteren und ausgefeilteren Diagnosemöglichkeiten für die Analyse von Industriemaschinensystemen ausgestattet, aber nicht unbedingt für CAN- und Konnektivitätsprobleme. Ferner kann es erforderlich sein, dass ein Betreiber das Industriefahrzeug zu einem Servicezentrum transportieren oder einen Techniker für die Fahrt zum Standort des Industriefahrzeugs disponieren muss, was zu unnötigen Kosten und Ausfallzeiten führen kann.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Komplexität der Systeme dazu führen, dass ein Techniker zum Standort der Maschine fahren muss und beträchtliche Zeit damit verbringt, Kommunikationsprobleme zu analysieren oder zu diagnostizieren, anstatt sich um die Reklamation des Kunden zu kümmern. Der Techniker kann bei der Diagnose vor Ort auf verschiedene Werkzeuge zurückgreifen. Beispiele für durch Techniker implementierte Diagnosewerkzeuge für Kommunikationsnetzwerke finden sich im US-Patent Nr. 11.233.713 mit dem Titel „Controller Area Network and Connectivity Health Troubleshooting System“, dessen Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Dies erfordert jedoch, dass der Benutzer einen Termin mit dem Techniker vereinbart, um zur Industrievorrichtung zu fahren (oder die Industrievorrichtung zum Techniker zu transportieren), was zu zusätzlichen Ausfallzeiten und/oder Kosten, z. B. aufgrund des Transports, führen kann. Wenn ein Techniker beispielsweise ein oder mehrere Probleme diagnostiziert, muss er möglicherweise einen separaten Termin zur Behebung des Problems vereinbaren, wenn das Problem nicht sofort nach der Diagnose behoben werden kann.
  • Dementsprechend besteht die Notwendigkeit, mindestens einige Diagnosen in Bezug auf Kommunikationsnetzwerkwerke von Industrievorrichtungen aus der Ferne durchführen zu können, um Ausfallzeiten zu reduzieren und es zu ermöglichen, Kommunikationsnetzwerkwerkprobleme aus der Ferne zu diagnostizieren und/oder zu beheben.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Diagnose eines Kommunikationssystems innerhalb einer Industriemaschine beschrieben. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Kommunikationssystemdaten des Kommunikationssystems der Industriemaschine und das Ermitteln, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten das Auftreten eines Kommunikationssystemproblems angeben. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln, ob als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Daten des Kommunikationssystems das Auftreten des Kommunikationssystemproblems angeben, die empfangenen Daten des Kommunikationssystems einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten. Das Verfahren umfasst auch das Analysieren der empfangenen Kommunikationssystemdaten, um zu ermitteln, ob eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist, und das Übertragen der Fernlösung an einen der Industriemaschine zugeordneten Benutzer, wenn ermittelt wird, dass die Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist.
  • In einer anderen Ausführungsform wird ein System zur Diagnose eines Kommunikationssystems innerhalb einer Industriemaschine offenbart. Das System umfasst ein Instandhaltungssystem in Kommunikation mit einer Telematikeinheit einer Industriemaschine über ein Kommunikationsprotokoll. Das Instandhaltungssystem enthält einen elektronischen Prozessor, der dazu ausgelegt ist, aus der Industriemaschine Daten des Kommunikationssystems zu empfangen, die dem Kommunikationssystem zugeordnet sind, und zu ermitteln, ob die empfangenen Daten des Kommunikationssystems das Auftreten eines Kommunikationssystemproblems angeben. Der elektronische Prozessor ist auch dazu ausgelegt, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Daten des Kommunikationssystems das Auftreten des Kommunikationssystemproblems angeben, zu ermitteln, ob die empfangenen Daten des Kommunikationssystems einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten. Der elektronische Prozessor ist auch dazu ausgelegt, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Kommunikationssystemdaten das Auftreten des Kommunikationssystems angeben, zu ermitteln, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten, und die empfangenen Kommunikationssystemdaten zu analysieren, um zu ermitteln, ob eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist. Der elektronische Prozessor ist dazu ausgelegt, die Fernlösung an einen der Industriemaschine zugeordneten Benutzer zu übermitteln, wenn festgestellt wird, dass die Fernlösung des Kommunikationsproblems verfügbar ist.
  • Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform enthält ein industrielles Maschinenverbindungs- und Kommunikationsdiagnosesystem eine Kommunikationsschnittstelle und ein Diagnosemodul. Die Kommunikationsschnittstelle ist für den Anschluss an ein elektronisches Verarbeitungssystem einer Industriemaschine ausgelegt. Das elektronische Verarbeitungssystem enthält einen CAN-Bus und eine Vielzahl von Steuervorrichtungen, die mit dem CAN-Bus verbunden sind, wobei die Vielzahl von Steuervorrichtungen zum Ausführen einer oder mehrerer Softwareanwendungen programmiert sind. Das Diagnosemodul ist zur Einleitung einer Antwortprüfung der Steuervorrichtung ausgelegt. Die Prüfung der Antwort der Steuervorrichtung umfasst das Ermitteln der Anzahl der Steuervorrichtungen und der Auslegung der Steuervorrichtung, das Anfordern einer Antwort aus jeder Steuervorrichtung, das Bereitstellen einer grafischen Darstellung der Auslegung der Steuervorrichtung, das Ermitteln eines Fehlers und das Anzeigen der Position des Fehlers in der grafischen Darstellung.
  • Eine andere Ausführungsform enthält ein Verfahren zur Diagnose eines Kommunikationssystems innerhalb einer Industriemaschine. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Kommunikationssystemdaten des Kommunikationssystems der Industriemaschine und das Festzustellen, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Kommunikationssystemdaten das Auftreten des Kommunikationssystemproblems angeben. Das Verfahren umfasst auch das Analysieren der empfangenen Kommunikationssystemdaten, um zu ermitteln, ob eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist, und wenn ermittelt wird, dass keine Fernlösung verfügbar ist, das Übertragen einer Aufforderung an die Industriemaschine, zusätzliche Informationen bereitzustellen. Wenn ermittelt wird, dass eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist, umfasst das Verfahren auch das Übertragen der Fernlösung an einen der Industriemaschine zugeordneten Benutzer.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Aspekte und Merkmale verschiedener beispielhafter Ausführungsformen werden aus der Beschreibung dieser beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher.
    • 1 ist ein Blockdiagramm eines Industriemaschinensystems gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 2 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung des Industriemaschinensystems von 1 gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 3 ist ein Blockdiagramm einer Maschinentelematikeinheit-Steuervorrichtung des Industriemaschinensystems von 1 gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 4 ist ein Blockdiagramm eines Fernwartungsservers gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Überwachung des Zustands eines Kommunikationsnetzwerkwerks einer Industriemaschine gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
    • 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Ermitteln einer Lösung für ein erkanntes Kommunikationssystem einer Industriemaschine gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das einen alternativen Prozess zum Ermitteln einer Lösung für ein Erkennungskommunikationssystem eines Industriemaschinenkommunikationssystems gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
    • 8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Prognose von Kommunikationssystemproblemen gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Industriemaschinen sind im Laufe der Zeit immer elektrifizierter und komplexer geworden. Häufig umfassen diese Industriemaschinen mehrere Steuervorrichtungen und fortschrittliche Kommunikationsnetzwerke mit einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen. Diese fortschrittlichen Kommunikationsnetzwerke haben zwar effizientere und fortschrittlichere Industriemaschinen ermöglicht, aber sie haben auch dazu geführt, dass Wartung und Fehlerbehebung komplizierter geworden sind. Die hier beschriebenen Ausführungsformen bieten Systeme und Lösungen zur Verbesserung der Wartung und Fehlersuche in Kommunikationsnetzwerken von Industriemaschinen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Industriemaschinensystems 100. Zu den hier beschriebenen Industriemaschinen können verschiedene Arten von Industriemaschinen gehören. Industriemaschinen können beispielsweise mobile Maschinen wie landwirtschaftliche Maschinen (z. B. Mähdrescher, Traktoren, Pflanzmaschinen, Sprühgeräte, Ballenpressen und/oder andere landwirtschaftliche Maschinen), Baumaschinen (z. B. Bagger, Baggerlader, Planierraupen, Grader, Lader, Grabenfräsen, Muldenkipper und/oder andere Baumaschinen) und Verbrauchermaschinen sowie stationäre Vorrichtungen wie Stromgeneratoren sein.
  • Das Industriemaschinensystem 100 kann die verschiedenen Hardware- und Softwarekomponenten enthalten, die beim Betrieb der Industriemaschine verwendet werden. In einigen Ausführungsformen ist das Industriemaschinensystem 100 mit mehreren Teilsystemen innerhalb der Industriemaschine verbunden. Zu diesen Teilsystemen können das Hydrauliksystem 102, ein Motorsystem 104, ein Energiesystem (z. B. Generator, Batterien, Antriebsmaschine usw.) 106 und/oder ein Sensorsystem 108 gehören. Andere Systeme und/oder Komponenten wie Getriebesysteme, HLK-Systeme, Werkzeug- und/oder Arbeitsgerätesysteme oder andere geeignete Systeme oder Komponenten können ebenfalls mit dem Industriemaschinensystem 100 gekoppelt sein.
  • In einigen Beispielen kann das Hydrauliksystem 102 mehrere Pumpen, Ventile und andere Steuermechanismen umfassen, die für den Betrieb eines oder mehrerer Systeme der Industriemaschine erforderlich sind, wie z. B. Werkzeuge oder andere Anbauvorrichtungen, Auslegersteuerung und/oder andere Hydraulikkomponenten im Zusammenhang mit Industriemaschinen. Das Motorsystem 104 kann einen Motor umfassen, z. B. einen Verbrennungsmotor (z. B. Benzin, Diesel usw.), der ein oder mehrere Systeme der Industriemaschine, z. B. das Energiesystem und/oder das Hydrauliksystem, mit Energie versorgt. In einigen Beispielen kann der Motor ein oder mehrere bodenberührende Elemente, wie Reifen oder Laufflächen, mit Energie versorgen, um die Bewegung der Industriemaschine zu ermöglichen.
  • Das Energiesystem 106 kann dazu ausgelegt sein, ein oder mehrere Systeme der Industriemaschine mit Energie zu versorgen. Das Energiesystem 106 kann beispielsweise eine Antriebsmaschine (z. B. eine Antriebswelle, einen Zapfantrieb, Elektromotoren usw.) oder Energiespeicher wie Batterien, Superkondensatoren oder andere Energiespeicher umfassen, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. In einigen Beispielen kann das Energiesystem 106 ein oder mehrere Vorrichtungen umfassen, die mit dem Motorsystem 104 gekoppelt sind. Das Energiesystem 106 kann beispielsweise einen Generator umfassen, der durch das Motorsystem 104 angetrieben wird. Der Generator kann ein Wechselstromgenerator oder ein Gleichstromgenerator sein. Der Generator kann zum Beispiel eine oder mehrere Batterien innerhalb des Energiesystems 106 mit Gleichstrom versorgen. Die durch den Generator erzeugte elektrische Energie kann zur Versorgung einer oder mehrerer Komponenten und/oder Systeme der Industriemaschine verwendet werden.
  • Das Sensorsystem 108 kann verschiedene Sensoren enthalten, die der Industriemaschine zugeordnet sind. Sensoren können beispielsweise Motorsensoren (z. B. für Temperatur, Druck, Drehzahl, Kraftstoffstand oder andere Motorsensoren, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind), elektrische Sensoren (für Spannung, Strom, Leistung, Temperatur und/oder andere elektrische Sensoren, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind), Fahrzeugsensoren (für Geschwindigkeit, Temperatur, Feuchtigkeit, Hydraulik und/oder andere Fahrzeugsensoren, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind) und/oder andere für den Betrieb der Industriemaschine erforderliche Sensoren sein.
  • Das eine oder die mehreren Systeme können miteinander und/oder mit anderen Systemen über ein Kommunikationsnetzwerkwerk wie z. B. ein Controller Area Network (CAN) kommunizieren. Wie in 1 dargestellt, sind das Hydrauliksystem 102, das Motorsystem 104, das Energiesystem 106 und das Sensorsystem 108 sämtlich mit einem CAN-Bus 110 verbunden. Der CAN-Bus 110 kann ein Bus gemäß ISO 11898-2, ISO 11898-3 oder ein anderer CAN-Bustyp sein, der für eine gegebene Anwendung erforderlich ist. Obwohl der Kommunikationsbus in 1 als CAN-Bus 110 dargestellt ist, können selbstverständlich auch andere Kommunikationsbustypen, wie z. B. Ethernet, Automotive Ethernet, Media Oriented System Transport (MOST), Flex Ray und/oder andere Kommunikationstypen für eine gegebene Anwendung verwendet werden.
  • Der CAN-Bus 110 kann einen oder mehrere CAN-basierte Steuervorrichtungen enthalten, die ihm zugeordnet sind. In einer Ausführungsform können die verschiedenen oben beschriebenen Systeme über einen oder mehrere CAN-Steuervorrichtungen für die Kommunikation über den CAN-Bus 110 verfügen.
  • Verschiedene elektrische und/oder Steuerungssysteme können mit dem CAN-Bus 110 gekoppelt sein, wie in 1 dargestellt. Diese elektrischen Systeme können ein Steuerungssystem 112, ein Überwachungssystem 114, ein Diagnosesystem 116, ein internes Kommunikationssystem 118 und eine Maschinentelematikeinheit (Machine Telematics Unit, MTU) 120 umfassen. Diese Systeme können verschiedene Operationen und Funktionen im Zusammenhang mit einer gegebenen Industriemaschine ausführen, wie im Folgenden beschrieben. Das Steuerungssystem 112 kann beispielsweise zum Steuern des Betriebs eines oder mehrerer der oben beschriebenen Industriemaschinensysteme ausgelegt sein. Das Steuerungssystem 112 kann beispielsweise verschiedene Steuervorrichtungen für den Betrieb der Industriemaschinensysteme umfassen, wie das Hydrauliksystem 102, das Motorsystem 104, das Energiesystem 106 und/oder das Sensorsystem 108. In einigen Beispielen umfasst das Steuerungssystem 112 mehrere Steuervorrichtungen für jedes der oben beschriebenen Maschinensysteme. In einem Beispiel kann das Steuerungssystem 112 eine Hauptsteuervorrichtung zur Koordinierung der Vorgänge zwischen den mehreren Systemsteuervorrichtungen innerhalb des Steuerungssystems 112 umfassen.
  • Das Überwachungssystem 114 kann eine oder mehrere Steuervorrichtungen und/oder andere Vorrichtungen zur Überwachung verschiedener Aspekte der Industriemaschine umfassen. Beispielsweise kann das Überwachungssystem 114 mit dem Sensorsystem 108 verbunden sein, um Parameter verschiedener Systeme zu überwachen, wie z. B. des Hydrauliksystems 102, des Motorsystems 104, des Energiesystems 106 und/oder jedes anderen Systems innerhalb der Industriemaschine. Das Überwachungssystem 114 kann verschiedene erfasste Parameter überwachen und eine oder mehrere Ausgaben basierend auf den überwachten Parametern erzeugen. Beispielsweise kann das Überwachungssystem 114 mit einer oder mehreren Benutzeroberflächen, wie Messgeräten, Anzeigevorrichtungen, Touchscreen-Schnittstellen oder dergleichen, verbunden sein, um einem Benutzer oder Bediener die Beobachtung der überwachten Parameter der Industriemaschine zu ermöglichen.
  • Das Diagnosesystem 116 kann verschiedene Steuervorrichtungen umfassen, die zum Durchführen von Diagnosen an einem oder mehreren Systemen der Industriemaschine ausgelegt sind, z. B. dem Hydrauliksystem 102, dem Motorsystem 104, dem Energiesystem 106, dem CAN-Bus 110, dem Steuerungssystem 112, einem oder mehreren internen Kommunikationssystemen 118 usw. In einem Beispiel kann das Diagnosesystem 116 Informationen aus dem Überwachungssystem 114 empfangen und anschließend Diagnosevorgänge durchführen, um den Zustand und/oder die Betriebsfähigkeit der verschiedenen Systeme der Industriemaschine zu bewerten. In anderen Beispielen kann das Diagnosesystem 116 ferner Daten aus dem einen oder den mehreren Sensoren des Sensorsystems 108 empfangen und anschließend die Daten unter Verwendung des einen oder der mehreren Steuervorrichtungen verarbeiten, die dem Diagnosesystem 116 zugeordnet sind. Das Diagnosesystem 116 kann ferner Daten aus dem CAN-Bus 110 empfangen, die sich auf die CAN-Kommunikation innerhalb der Industriemaschine beziehen. Zu den CAN-Busdaten können Busverkehr, Busgeschwindigkeit, Paketverluste, Latenzzeiten usw. gehören. Andere Daten, z. B. aus dem Steuerungssystem 112, dem internen Kommunikationssystem 118 und/oder der MTU, können ebenfalls durch das Diagnosesystem 116 verwendet werden.
  • In einigen Beispielen kann das Diagnosesystem 116 eine Ausgabe an ein oder mehrere andere Systeme der Industriemaschine erzeugen. So kann das Diagnosesystem 116 beispielsweise Diagnosestörungscodes (Diagnostic Trouble Codes, DTC) erzeugen und/oder aus verschiedenen Systemsteuervorrichtungen empfangene DTCs verarbeiten. Das Diagnosesystem 116 kann ferner verschiedene andere Diagnoseprobleme (z. B. Störungen, kritische Störungen, Kommunikationsprobleme, vorausschauende Wartungsdaten usw.) basierend auf den oben beschriebenen empfangenen Daten ermitteln. In einigen Ausführungsformen wird die Ausgabe des Diagnosesystems 116 dem Überwachungssystem 114 zur Verfügung gestellt, das die Diagnosedaten wie oben beschrieben über die Benutzeroberfläche ausgeben kann. In anderen Ausführungsformen kann das Diagnosesystem 116 direkt mit einer oder mehreren Benutzeroberflächen kommunizieren. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Diagnosesystem 116 Diagnosedaten an die MTU 120 ausgeben, die die Diagnosedaten an eine entfernte Vorrichtung, z. B. den Fernwartungsserver 124, weiterleiten kann. In einigen Beispielen kann ein Benutzer, z. B. ein Techniker, auf das Diagnosesystem 116 über ein Diagnosewerkzeug zugreifen, das mit dem Diagnosesystem gekoppelt sein kann, z. B. über den CAN-Bus 110 und/oder eine direkte Verbindung mit dem Diagnosesystem 116, z. B. über einen On-Board-Diagnose- (OBD) Anschluss.
  • Das interne Kommunikationssystem 118 kann verschiedene Steuervorrichtungen für die Kommunikation innerhalb der Industriemaschine umfassen. Das interne Kommunikationssystem 118 kann zum Beispiel einen oder mehrere CAN-Steuervorrichtungen zum Steuern des CAN-Busses 110 enthalten. Das interne Kommunikationssystem kann ferner Steuervorrichtungen umfassen, die anderen internen Kommunikationssystemen zugeordnet sind, wie z. B. Ethernet-Steuervorrichtungen, Bluetooth-Steuervorrichtungen, Wi-Fi-Steuervorrichtungen und/oder andere geeignete interne Kommunikationssteuerungen und/oder - vorrichtungen. Obwohl die CAN-Kommunikation hier aus Gründen der Konsistenz allgemein erwähnt wird, ist CAN nur als Beispiel zu verstehen, und die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können ohne weiteres auf CAN, Wired Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), Wi-Fi und andere Technologien angewendet werden, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. Darüber hinaus beziehen sich einige der hier beschriebenen Beispiele auf die Fähigkeiten der auf SAE J1939 und ISO 11783 basierenden CAN-Kommunikationsprotokolle, aber die Verfahren sind auch auf andere Protokolle und physikalische Schichten (CAN vs. Ethernet) anwendbar.
  • Die MTU 120 kann dazu ausgelegt sein,mit einem oder mehreren externen Vorrichtungen, wie z. B. dem Fernwartungsserver 124, zu kommunizieren. In einer Ausführungsform ist die MTU 120 dazu ausgelegt, Daten im Zusammenhang mit der Industriemaschine an die externen Vorrichtungen zu übertragen. Die MTU 120 kann zum Beispiel Daten aus einem oder mehreren anderen Systemen innerhalb der Industriemaschine empfangen, wie dem Steuerungssystem 112, dem Überwachungssystem 114, dem Diagnosesystem 116 und/oder dem internen Kommunikationssystem 118. Die MTU 120 kann ferner zum Empfangen von Daten über eine Drahtlosverbindung, z. B. über die Antenne 122, ausgelegt sein. Beispielsweise kann die MTU 120 globale Positionsdaten aus globalen Positionsbestimungssatelliten (z. B. GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou usw.) empfangen. In anderen Beispielen kann die MTU 120 Daten aus externen Vorrichtungen, wie z. B. dem Fernwartungsserver 124, empfangen und an diesen übertragen, wie im Folgenden näher beschrieben. In einer Ausführungsform ist die MTU 120 dazu ausgelegt, die Kommunikation zwischen dem Industriefahrzeug und einem oder mehreren externen Vorrichtungen zu ermöglichen.
  • In 2 ist ein Blockdiagramm dargestellt, das eine Steuervorrichtung 200 des Industriesystems gemäß einigen Ausführungsformen zeigt. Die Steuervorrichtung 200 steht stellvertretend für Steuervorrichtungen im Zusammenhang mit den verschiedenen oben beschriebenen Systemen, z. B. dem Steuerungssystem 112, dem Überwachungssystem 114, dem Diagnosesystem 116 und/oder dem internen Kommunikationssystem 118. Jedes der oben genannten Systeme kann eine oder mehrere Steuervorrichtungen verwenden, wie z. B. die Steuervorrichtung 200. In einigen Ausführungsformen können mehrere Systeme in ein oder mehrere Steuervorrichtungen, wie die Steuervorrichtung 200, integriert sein.
  • Die Steuervorrichtung 200 kann eine Verarbeitungsschaltung 202, ein Ein-/Ausgabe-Modul 204 und eine Kommunikationsschnittstelle 206 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 202 kann einen oder mehrere elektronische Prozessoren 208 und eine oder mehrere Speichervorrichtungen 210 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 202 kann in elektronischer Kommunikation mit dem E/A-Modul und/oder der Kommunikationsschnittstelle 206 stehen. Der elektronische Prozessor 208 kann als programmierbarer Mikroprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA), eine Gruppe von Verarbeitungskomponenten oder andere geeignete elektronische Verarbeitungskomponenten implementiert sein.
  • Die Speichervorrichtungen 210 (z. B. nicht-flüchtige, computerlesbare Medien) können eine oder mehrere Vorrichtungen (z. B. RAM, ROM, Flashspeicher, Festplattenspeicher usw.) zum Speichern von Daten und/oder Computercode zum Durchführen oder Ermöglichen einiger oder aller der verschiedenen hier beschriebenen Prozesse umfassen. Die Speichervorrichtungen 210 können Datenbankkomponenten, Objektcodekomponenten, Skriptkomponenten und/oder andere Arten von Code und Informationen zur Unterstützung der verschiedenen in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Aktivitäten und Informationsstrukturen enthalten. In einigen Beispielen sind die Speichervorrichtungen 210 über die Verarbeitungsschaltung 202 kommunikativ mit dem elektronischen Prozessor 208 verbunden und können Computercode zum Ausführen (z. B. durch die Verarbeitungsschaltung 202 und/oder den elektronischen Prozessor 208) einer oder mehrerer hierin beschriebener Verarbeitungen enthalten.
  • Das E/A-Modul kann mit einer oder mehreren Komponenten oder Systemen innerhalb des Industriemaschinensystems 100, wie z. B. dem Hydrauliksystem 102, dem Motorsystem 104, dem Energiesystem 106 und/oder dem Sensorsystem 108, gekoppelt sein. Beispielsweise können die Sensoren des Sensorsystems 108 direkt mit dem E/A-Modul 204 gekoppelt sein. In einigen Aspekten kann das E/A-Modul mit einer Benutzeroberfläche 212 gekoppelt sein. Die Benutzeroberfläche 212 kann dazu ausgelegt sein, eine oder mehrere Eingaben an die zugehörige Steuervorrichtung 200 zu ermöglichen. Bei der Benutzeroberfläche 212 kann es sich um eine Touchscreen-Schnittstelle, ein Display, eine Tastatur, ein Bedienfeld mit einem oder mehreren Displays und anderen Benutzereingaben (Softkeys, Hardkeys usw.) oder eine andere Vorrichtung handeln, die dazu ausgelegt ist, dass ein Benutzer Daten empfangen und/oder der Steuervorrichtung 200 bereitstellen kann.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 206 ist dazu ausgelegt, die Kommunikation zwischen einem oder mehreren Steuervorrichtungen 200 und oder anderen Vorrichtungen, beispielsweise über den CAN-Bus 110, zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 206 dazu ausgelegt sein, die Kommunikation zwischen Komponenten innerhalb des Industriemaschinensystems 100 zu ermöglichen, wobei verschiedene Kommunikationsprotokolle, wie CAN-Kommunikationsprotokolle, Ethernet-Kommunikationsprotokolle, LIN-Kommunikationsprotokolle und/oder andere Kommunikationsprotokolle, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind, verwendet werden.
  • In 3 ist ein Blockdiagramm der MTU 120 mit einigen Details dargestellt. In einigen Beispielen ähnelt die MTU 120 der oben beschriebenen Steuervorrichtung 200. Die MTU 120 kann eine Verarbeitungsschaltung 300, ein Ein-/Ausgabe- (E/A) Modul 304 und eine Kommunikationsschnittstelle 306 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 300 kann einen oder mehrere elektronische Prozessoren 308 und eine oder mehrere Speichervorrichtungen 310 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 300 kann in elektronischer Kommunikation mit dem E/A-Modul 304 und/oder der Kommunikationsschnittstelle 306 stehen. Der elektronische Prozessor 308 kann als programmierbarer Mikroprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA), eine Gruppe von Verarbeitungskomponenten oder andere geeignete elektronische Verarbeitungskomponenten implementiert sein.
  • Die Speichervorrichtungen 310 (z. B. nicht-flüchtige, computerlesbare Medien) können eine oder mehrere Vorrichtungen (z. B. RAM, ROM, Flashspeicher, Festplattenspeicher usw.) zum Speichern von Daten und/oder Computercode zum Durchführen oder Ermöglichen einiger oder aller der verschiedenen hier beschriebenen Prozesse umfassen. Die Speichervorrichtungen 310 können Datenbankkomponenten, Objektcodekomponenten, Skriptkomponenten und/oder andere Arten von Code und Informationen zur Unterstützung der verschiedenen in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Aktivitäten und Informationsstrukturen enthalten. In einigen Beispielen sind die Speichervorrichtungen 310 über die Verarbeitungsschaltung 300 kommunikativ mit dem elektronischen Prozessor 308 verbunden und können Computercode zum Ausführen (z. B. durch die Verarbeitungsschaltung 300 und/oder den elektronischen Prozessor 308) einer oder mehrerer hierin beschriebener Verarbeitungen enthalten.
  • Das E/A-Modul 304 kann mit einer oder mehreren Komponenten oder Systemen innerhalb des Industriemaschinensystems 100, wie z. B. dem Hydrauliksystem 102, dem Motorsystem 104, dem Energiesystem 106 und/oder dem Sensorsystem 108, gekoppelt sein. Beispielsweise können die Sensoren des Sensorsystems 108 direkt mit dem E/A-Modul 304 gekoppelt sein. In einigen Fällen kann das E/A-Modul mit einer Benutzeroberfläche, wie z. B. der oben beschriebenen Benutzeroberfläche 212, gekoppelt sein. Die Benutzeroberfläche 212 kann dazu ausgelegt sein, der MTU 120 eine weitere Eingabe zur Verfügung zu stellen.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 306 ist dazu ausgelegt, die Kommunikation zwischen der MTU 120 und anderen Vorrichtungen, z. B. über den CAN-Bus 110, zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 206 dazu ausgelegt sein, die Kommunikation zwischen Komponenten innerhalb des Industriemaschinensystems 100 zu ermöglichen, wobei verschiedene Kommunikationsprotokolle, wie CAN-Kommunikationsprotokolle, Ethernet-Kommunikationsprotokolle, LIN-Kommunikationsprotokolle und/oder andere Kommunikationsprotokolle, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind, verwendet werden. Die Kommunikationsschnittstelle 306 kann ferner dazu ausgelegt sein, Positionsdaten, z. B. über globale Positionsbestimmungssatelliten, zu empfangen, wie oben beschrieben.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 306 kann ferner dazu ausgelegt sein, über Drahtloskommunikationsprotokolle über eine oder mehrere Antennen, wie die Antenne 122, zu kommunizieren. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 306 über ein oder mehrere Drahtlosprotokolle wie RF, Bluetooth, Mobilfunk (z. B. 3G, 4G, 5G, CDMA usw.), RF, Wi-Fi, NFC, LoRA und dergleichen kommunizieren. Die Kommunikationsschnittstelle 306 kann ferner verschiedene kabelgebundene Kommunikationsarten ermöglichen, wie ODB II, USB, USB-C, RS-232 (oder eine andere serielle Kommunikation), Firewire, Ethernet oder eine andere kabelgebundene Kommunikation, die für eine gegebene Anwendung erforderlich ist.
  • Die Speichervorrichtungen 310 können, wie oben erwähnt, ein oder mehrere Softwaremodule enthalten, wie z. B. ein Maschinendatenerfassungsmodul 312, ein CAN/Kommunikationssystem-Datenerfassungsmodul 314, ein Standortdatenmodul 316 und/oder ein Datenfernkommunikationsmodul 318.
  • Das Maschinendatenerfassungsmodul 312 kann zum Verarbeiten von Daten ausgelegt sein, die dem Industriemaschinensystem zugeordnet sind, wie beispielsweise Daten, die durch das Steuerungssystem 112, das Überwachungssystem 114, das Diagnosesystem 116 und/oder das interne Kommunikationssystem 118 erfasst und/oder erzeugt werden. Das Maschinendatenerfassungsmodul 312 kann in einigen Beispielen Daten direkt aus verschiedenen Systemen innerhalb des Industriemaschinensystems 100 erfassen, wie z. B. dem Hydrauliksystem 102, dem Motorsystem 104, dem Energiesystem 106 usw. Die durch das Maschinendatenerfassungsmodul 312 durchgeführten Datenerfassungsfunktionen werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Das CAN-/Kommunikationssystem-Datenerfassungsmodul 314 kann dazu ausgelegt sein, verschiedene Daten zu empfangen und zu verarbeiten, die einem oder mehreren Kommunikationssystemen des Industriemaschinensystems zugeordnet sind. Das CAN/Kommunikationssystem-Datenerfassungsmodul 314 kann beispielsweise Daten direkt aus dem CAN-Bus 110 oder über das interne Kommunikationssystem 118 empfangen. In einigen Beispielen kann das CAN-/Kommunikationssystem-Datenerfassungsmodul 314 dazu ausgelegt sein, Daten zu analysieren, die den verschiedenen Kommunikationssystemen, einschließlich des CAN-Busses 110, zugeordnet sind, und verschiedene Merkmale, wie Systemzustand, Störungen oder andere Probleme, zu bestimmen. Die Funktionen des CAN-/Kommunikationssystem-Datenerfassungsmoduls 314 werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Das Standortdatenmodul 316 kann dazu ausgelegt sein, Standortdaten zu verarbeiten, wie beispielsweise Daten, die aus globalen Positionsbestimmungssatelliten empfangen werden. In einigen Beispielen kann das Standortdatenmodul 316 einen Standort der dem Industriemaschinensystem 100 zugeordneten Industriemaschine bestimmen und die Standortdaten in eine Nachricht zur Kommunikation über die Kommunikationsschnittstelle 306 verpacken.
  • Das Datenfernkommunikationsmodul 318 kann dazu ausgelegt sein, Datenpakete für die Kommunikation über die Kommunikationsschnittstelle 306 mit anderen Vorrichtungen, wie dem oben beschriebenen Fernwartungsserver 124, zu erzeugen. Das Datenfernkommunikationsmodul 318 kann beispielsweise Daten verarbeiten, die aus anderen Modulen wie dem Maschinendatenerfassungsmodul 312, dem CAN/Kommunikationssystem-Datenerfassungsmodul 314 und/oder dem Standortdatenmodul 316 zur Übertragung über die Kommunikationsschnittstelle 306 empfangen werden. Das Datenfernkommunikationsmodul 318 kann die Daten durch Umwandeln der Daten in Datenpakete verarbeiten, die für die Übertragung über ein oder mehrere Kommunikationsprotokolle geeignet sind. Das Datenfernkommunikationsmodul 318 kann auch dazu ausgelegt sein, die über die Kommunikationsschnittstelle 306 empfangenen Daten zur Verarbeitung durch die MTU 120 und/oder andere verschiedene Komponenten oder Systeme des Industriemaschinensystems zu entpacken und die entpackten Daten über das E/A-Modul 304 und/oder die Kommunikationsschnittstelle 306 an die anderen Komponenten/Systeme zu übertragen.
  • In 4 ist ein Blockdiagramm eines Fernwartungsservers, wie z. B. des oben beschriebenen Fernwartungsservers 124, mit einigen Details dargestellt. Der Fernwartungsserver 124 kann dazu ausgelegt sein, mit einer oder mehreren Industriemaschinen wie den oben beschriebenen zu kommunizieren. Der Fernwartungsserver 124 kann ein Hardware-Server (z. B. vor Ort) oder Cloudbasierter Server sein. In einigen Beispielen ist der Fernwartungsserver 124 einem Hersteller der Industriemaschinen zugeordnet. Der Fernwartungsserver 124 kann zum Beispiel einem Servicezentrum oder einer technischen Supportabteilung des Herstellers zugeordnet sein. In anderen Beispielen kann der Fernwartungsserver 124 einem Autohaus oder einem Servicezentrum zugeordnet sein.
  • Der Fernwartungsserver 124 ist dazu ausgelegt, Daten, wie z. B. Wartungs-, Diagnose- und/oder Störungsdaten aus einer oder mehreren Industriemaschinen zu empfangen und die Daten zu verarbeiten. Der Fernwartungsserver 124 kann die Daten beispielsweise verarbeiten, um Servicelösungen anzubieten, Diagnoseprobleme zu ermitteln, Wartungsarbeiten vorherzusagen und/oder andere Analysen und Prozesse bereitzustellen, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. Obwohl der Fernwartungsserver 124 in 4 als eine einzelne Vorrichtung beschrieben ist, kann der Fernwartungsserver 124 eine Sammlung von Vorrichtungen, Prozessoren, Servern, Datenbanken und dergleichen sein, die die hier beschriebenen Funktionen ausführen können.
  • Der Fernwartungsserver 124 kann eine Verarbeitungsschaltung 400, ein Ein-/Ausgabe-Modul 402 und eine Kommunikationsschnittstelle 404 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 400 kann einen oder mehrere elektronische Prozessoren 406 und eine oder mehrere Speichervorrichtungen 408 umfassen. Die Verarbeitungsschaltung 400 kann in elektronischer Kommunikation mit dem E/A-Modul 402 und/oder der Kommunikationsschnittstelle 404 stehen. Der elektronische Prozessor 406 kann als programmierbarer Mikroprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA), eine Gruppe von Verarbeitungskomponenten oder andere geeignete elektronische Verarbeitungskomponenten implementiert sein.
  • Die Speichervorrichtungen 408 (z. B. nicht-flüchtige, computerlesbare Medien) können eine oder mehrere Vorrichtungen (z. B. RAM, ROM, Flashspeicher, Festplattenspeicher usw.) zum Speichern von Daten und/oder Computercode zum Durchführen oder Ermöglichen einiger oder aller der verschiedenen hier beschriebenen Prozesse umfassen. Die Speichervorrichtungen 408 können Datenbankkomponenten, Objektcodekomponenten, Skriptkomponenten und/oder andere Arten von Code und Informationen zur Unterstützung der verschiedenen in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Aktivitäten und Informationsstrukturen enthalten. In einigen Beispielen sind die Speichervorrichtungen 408 über die Verarbeitungsschaltung 400 kommunikativ mit dem elektronischen Prozessor 406 verbunden und können Computercode zum Ausführen (z. B. durch die Verarbeitungsschaltung 400 und/oder den elektronischen Prozessor 406) einer oder mehrerer hierin beschriebener Verarbeitungen enthalten.
  • Das E/A-Modul 402 kann mit einer oder mehreren Komponenten oder Vorrichtungen gekoppelt sein, die dem Fernwartungsserver 124 zugeordnet sind, wie z. B. einem Benutzerendgerät, Anzeigevorrichtungen, Eingabevorrichtungen und/oder anderen externen Vorrichtungen, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 404 ist dazu ausgelegt, die Kommunikation zwischen dem Fernwartungsserver 124 und anderen Vorrichtungen, wie z. B. einem oder mehreren Industriefahrzeugen und/oder dem Industriemaschinensystem 100, zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 404 dazu ausgelegt sein, die Kommunikation zwischen dem Fernwartungsserver 124 und industriellen Fahrzeugsystemen, wie dem Industriemaschinensystem 100, unter Verwendung verschiedener Kommunikationsprotokolle zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 404 dazu ausgelegt sein, mit dem Industriemaschinensystem 100 über ein drahtgebundenes Kommunikationsprotokoll zu kommunizieren, wie z. B. ein Ethernet-Kommunikationsprotokoll, ein Glasfaserprotokoll und/oder andere drahtgebundene Kommunikationsprotokolle, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 404 kann ferner dazu ausgelegt sein, über Drahtloskommunikationsprotokolle unter Verwendung einer oder mehrerer Antennen, wie beispielsweise der Antenne 410, zu kommunizieren. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 404 über ein oder mehrere Drahtlosprotokolle kommunizieren, wie RF, Bluetooth, Mobilfunk (z. B. 3G, 4G, 5G, CDMA usw.), RF, Wi-Fi, NFC, LoRA und/oder andere Drahtlosprotokolle, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind.
  • Die Speichervorrichtungen 408 können, wie oben erwähnt, ein oder mehrere Softwaremodule enthalten, wie z. B. ein Maschinendiagnosemodul 412, ein Wartungslösungsmodul 414, ein Kommunikationsbusdiagnosemodul 416 und/oder ein Modul für vorausschauende Wartung 418. Das Maschinendiagnosemodul 412 kann dazu ausgelegt sein, Diagnosevorgänge an den aus dem Industriemaschinensystem 100 empfangenen Daten durchzuführen. Beispielhafte Diagnosevorgänge können das Analysieren von Störungscodes, DTCs, entsprechenden Benutzereingaben und/oder anderen relevanten Daten umfassen, um ein oder mehrere Probleme im Zusammenhang mit dem Industriemaschinensystem 100 zu diagnostizieren.
  • Das Wartungslösungsmodul 414 kann dazu ausgelegt sein, eine oder mehrere Lösungen für ein diagnostiziertes Problem im Zusammenhang mit dem Industriemaschinensystem 100 zu erzeugen. In einer Ausführungsform kann das Wartungslösungsmodul 414 Daten aus einem oder mehreren anderen Softwaremodulen wie dem Maschinendiagnosemodul412, dem KommunikationsbusDiagnosemodul 416 und/oder dem Modul für vorausschauende Wartung 418 empfangen. In einigen Ausführungsformen kann das Wartungslösungsmodul 414 dazu ausgelegt sein, bei der Ermittlung einer Servicelösung eine oder mehrere Warnhinweise oder Nachrichten zu erzeugen. Beispielsweise kann ein Techniker, ein Benutzer oder ein anderes geeignetes Personal über einen Warnhinweis, wie z. B. Expert Alerts, die Teil von John Deere Connected Support ® sind, informiert werden, sobald eine oder mehrere Lösungen für ein Problem gefunden wurden. Die Warnhinweise können Anweisungen zur Lösung eines Problems, Empfehlungen zur Behebung eines Problems, Anfragen nach weiteren Informationen, Anweisungen zur Eröffnung eines Wartungstickets (z. B. Entsendung von technischem Personal oder Aufforderung an den Benutzer, eine Industriemaschine zur Wartung zu bringen), automatische Entsendung von technischem Personal usw. umfassen.
  • Beispiele für generierte Lösungen sind im Detail im US-Patent Nr. 11.233.713 mit dem Titel „Controller Area Network and Connectivity Health Troubleshooting System“, im US-Patent Nr. 10.657.450 mit dem Titel „Machine Diagnostic Systems“ und im US-Patent Nr. 9.765.690 mit dem Titel „Variable Geometry Turbocharger Prognostics“ beschrieben, die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen werden.
  • Das Kommunikationsbusdiagnosemodul 416 kann zum Analysieren von Daten im Zusammenhang mit einem Kommunikationsbus oder -system einer Industriemaschine, wie dem oben beschriebenen CAN-Bus 110, ausgelegt sein. Informationen, die sich auf den Kommunikationsbus einer Industriemaschine beziehen, wie z. B. einzelne DTCs, Kombinationen von DTCs, CAN-Bus-Statistiken (z. B. Busfehler, Busspannungen, Anzahl der Nachrichten, Busverkehr, Latenzzeit usw.), werden analysiert, um verschiedene Parameter des Kommunikationsbusses/- systems des Industriefahrzeugs zu bestimmen. Diese Parameter können den Gesundheitszustand des Netzwerks, die Bestimmung von Störungen, unsachgemäße Verbindungen, Probleme mit der Steuervorrichtung, Erdungsprobleme, Programmierprobleme usw. umfassen. Die durch das Kommunikationsbusdiagnosemodul 416 durchgeführte Diagnose des Kommunikationsbusses wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Das Modul 418 für vorausschauende Wartung kann dazu ausgelegt sein, aus einer Industriemaschine empfangene Daten zu verarbeiten, um potenzielle Probleme, Störungen, Ausfälle usw. im Zusammenhang mit dem Industriefahrzeug vorherzusagen. Das Modul 418 für vorausschauende Wartung kann Echtzeitdaten, historische Daten und/oder eine Kombination davon verwenden, um weitere Verhaltensweisen der Industriemaschine vorherzusagen. In einigen Beispielen kann das Modul 418 für vorausschauende Wartung verschiedene Prozesse oder Programme zur Vorhersage von Verhaltensweisen, z. B. die Verarbeitung von maschinellem Lernen, verwenden. Prozesse des maschinellen Lernens können ein oder mehrere nutzen von Entscheidungsbaum-Lernen, assoziiertem Regel-Lernen, künstlichen neuronalen Netzen, rekurrenten künstlichen neuronalen Netzen, neuronalen Netzen mit Langzeitgedächtnis, induktiver Logikprogrammierung, Support-Vektor-Maschinen, Clustering, Bayes'schen Netzen, Verstärkungslernen, Repräsentationslernen, Ähnlichkeits- und metrischem Lernen, Sparse-Dictionary-Learning, genetischen Algorithmen, k-Nearest Neighbor (KNN) und/oder anderen Verfahren, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. Weitere Details zum Betrieb und zu den Funktionen des Moduls 418 für vorausschauende Wartung werden im Folgenden genauer beschrieben.
  • In 5 ist ein Verfahren 500 zur Überwachung des Gesundheitszustands eines Kommunikationsnetzwerkwerks, wie z. B. des CAN-Busses 110 einer Industriemaschine, gemäß einigen Ausführungsformen. Der Prozess 500 kann durch die MTU 120 durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann die MTU 120 den Prozess 500 basierend auf Daten durchführen, die aus einem oder mehreren anderen Systemen des Industriemaschinensystems 100, wie dem internen Kommunikationssystem 118, dem Diagnosesystem 116 und/oder dem Überwachungssystem 114, empfangen werden. In einer Ausführungsform wird der Prozess 500 durch die Verarbeitungsschaltung 300 der MTU 120, z. B. über den Prozessor 308 und die Speichervorrichtungen 310, ausgeführt. Obwohl verschiedene Systeme innerhalb des Industriemaschinensystems die Funktionen des Prozesses 500 ausführen können, wird der Prozess der Kürze halber als durch die MTU 120 ausgeführt beschrieben.
  • In Prozessblock 502 wird der Gesundheitszustand des Kommunikationsnetzwerks überwacht. Zum Beispiel kann das interne Kommunikationssystem 118 und/oder das Diagnosesystem 116 den Gesundheitszustand des Kommunikationsnetzwerks überwachen. Das Überwachen des Gesundheitszustands des Kommunikationsnetzwerks kann das Überwachen eines oder mehrerer Parameter des Kommunikationssystems umfassen, wie z. B. generierte DTCs, Fehlerframes, Busverkehr, Busstatistiken, verlorene Verbindungen usw. In einigen Ausführungsformen kann die MTU 120 Daten in Intervallen von 1 Hz empfangen. Es sind jedoch auch Intervallfrequenzen von mehr als 1 Hz oder weniger als 1 Hz denkbar.
  • In Prozessblock 504 bestimmt die MTU 120, ob ein Kommunikationssystemproblem erkannt wurde. Probleme können das Ergebnis verschiedener Bedingungen sein, wie z. B. Überlastung des Busses, getrennte Steckverbinder, Zwischen- oder Dauerkurzschlüsse, Masseschlüsse, Probleme mit der Stromversorgung, fehlende Abschlusswiderstände, korrodierte Drähte und/oder Steckverbinder, vertauschte High- und Low-Schaltungen (z. B. Vertauschen der High- und Low-CAN-Schaltungen), getrennte Wakeup-Schaltungen, kurzgeschlossene Wakeup-Schaltungen, Sicherheitsprobleme mit der Fahrzeugidentifikationsnummer (VIN) durch vertauschte Steuervorrichtungen, Erdungsprobleme, Programmierprobleme (z. B. aufgrund fehlerhafter Software, Speicherschäden usw.). In einigen Ausführungsformen kann das interne Kommunikationssystem 118 basierend auf Daten wie Kommunikations-DTCs, Kommunikationsfehler-Frames, Busverkehr/Überlastung usw. feststellen, dass ein Problem aufgetreten ist, und das Problem der MTU 120 mitteilen.
  • Das Austauschen von Steuervorrichtungen (z. B. innerhalb der industriellen Fahrzeugsysteme oder zwischen industriellen Fahrzeugen) kann zu Kommunikationssystemproblemen führen, die als VIN-Sicherheitsprobleme bezeichnet werden. In einer Ausführungsform kann die MTU 120 ein VIN-Sicherheitsproblem erkennen, indem sie eine Produktidentifikationsnummer (PIN) jeder Steuervorrichtung mit einer Datenbank von PINs vergleicht, die dem Industriemaschinensystem 100 zugeordnet sind. Die PIN-Datenbank kann während der Herstellung oder bei der Inbetriebnahme der Industriemaschine erstellt werden.
  • Die MTU 120 kann ferner feststellen, dass ein Kommunikationssystemproblem aufgetreten ist, wenn sie feststellt, dass eine oder mehrere Steuervorrichtungen des Industriemaschinensystems 100 aufgehört haben, Nachrichten zu senden und/oder zu empfangen, oder dass gesendete und/oder empfangene Nachrichten als unvollständige Nachrichten erkannt werden, was dazu führt, dass Fehlercodes oder DTCs erzeugt werden. In einigen Beispielen kann der erzeugte DTC (z. B. ein DTC im SPN.FMI-Format 2XXX.YY) eine Reihe von Zeichen (z. B. XXX) enthalten, die die Quelladresse der „fehlenden“ Steuervorrichtung (d. h. der Steuervorrichtung, die keine Nachrichten sendet oder empfängt) angeben. Auf diese Weise kann die fehlerhafte Steuervorrichtung durch das Industriemaschinensystem 100 leicht identifiziert werden.
  • Die MTU 120 kann ferner Daten im Zusammenhang mit bestimmten Kommunikationsprotokollen analysieren, z. B. solchen gemäß Unified Diagnostic Services(UDS)-Protokollen wie ISO 14229, die Datenidentifizierungsdaten (DID) und/oder Routineidentifizierungsdaten (RID) verwenden. Steuervorrichtungen, die den UDS-Protokollen entsprechen, können in den DID-Daten Informationen wie „wer ist mein Nachbar“ und/oder in welchem Kommunikationsnetzwerk oder Teilnetzwerk sie sich befinden, enthalten. Beispielsweise kann eine dem Motorsystem 104 zugeordnete Steuervorrichtung in den DID-Daten die Information enthalten, dass sich die Steuervorrichtung auf der einen Seite neben einem Abschlusswiderstand und auf der anderen Seite neben einer Übertragungssteuervorrichtung innerhalb des Kommunikationsnetzwerks (z. B. CAN-Bus 110) befindet, und auf welchem Kanal die Steuervorrichtung kommuniziert. Auf diese Weise kann die MTU 120 genauer lokalisieren, wo das Problem im Kommunikationsnetzwerk liegt.
  • Wenn ermittelt wird, dass kein Problem erkannt wurde, wird das Überwachen des Gesundheitszustands des Kommunikationssystems in Prozessblock 502 fortgesetzt. Als Reaktion auf das Ermitteln, dass ein Problem erkannt wurde, werden die dem Problem zugeordneten Daten in Prozessblock 506 verpackt. Das Verpacken der Daten kann das Verpacken aller Daten beinhalten, anhand derer wie oben beschrieben ermittelt wird, dass das Problem aufgetreten ist, in ein Datenformat umfassen, das für die Übertragung durch die MTU 120 über die Kommunikationsschnittstelle 404 geeignet ist, beispielsweise drahtlos über die Antenne 410. Die Daten können zum Beispiel zur Übertragung mit einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen, wie den oben beschriebenen, verpackt werden. Das Datenpaket kann zusätzliche Daten enthalten, wie z. B. allgemeine Betriebsdaten der Industriemaschine (z. B. Batteriespannung, Motorstatus usw.), Daten des Kommunikationssystems (z. B. aktuelle DTCs, Busstatistiken, Software-/Firmwareversionen, Kommunikationsbusspannungen, Anzahl der Nachrichten, Busauslastung usw.), allgemeine Maschinendaten (z. B. Standort, VIN, Modellnummer, Eigentümer, zugehöriger Händler, Wartungsunterlagen usw.). Die Daten können ferner eine Angabe oder Definition des erkannten Problems sowie andere Informationen in Bezug auf das erkannte Problem (z. B. den Standort im Kommunikationsnetzwerk) enthalten. Diese zusätzlichen Daten können für die Analyse des erkannten Problems auf einer Fernvorrichtung, z. B. dem Fernwartungsserver 124, verwendet werden.
  • Nachdem die Daten verpackt wurden, werden sie in Prozessblock 508 übertragen. In einer Ausführungsform werden die Daten über die Kommunikationsschnittstelle 404 der MTU 120 übertragen. Die Daten können zum Beispiel drahtlos über die Antenne 410 übertragen und durch eine Fernvorrichtung, wie dem Fernwartungsserver 124, empfangen werden.
  • In 6 wird nun ein Prozess 600 zum Ermitteln einer Lösung für ein erkanntes Kommunikationssystemproblem gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. Der Prozess 600 kann durch den Fernwartungsserver 124 durchgeführt werden. In einigen Beispielen können jedoch auch andere externe Vorrichtungen zur Ausführung des Prozesses 600 ausgelegt sein. Obwohl der Prozess 600 mit Bezug auf den Fernwartungsserver 124 beschrieben wird, ist es denkbar, dass ein oder mehrere andere externe Vorrichtungen den Prozess 600 je nach Bedarf für eine gegebene Anwendung ausführen. Die Daten werden in Prozessblock 602 durch den Fernwartungsserver 124 empfangen. In einigen Beispielen kann es sich bei den Daten um allgemeine Betriebsdaten von Industriemaschinen (z. B. Batteriespannung, Motorstatus usw.), Daten des Kommunikationssystems (z. B. aktuelle DTCs, Busstatistiken, Software-/Firmwareversionen usw.), allgemeine Maschinendaten (z. B. Standort, Fahrzeugidentifikationsnummer (VIN), Modellnummer, Eigentümer, zugehöriger Händler, Wartungsprotokolle usw.) und/oder andere durch die MTU 120 übertragene Daten handeln.
  • In Prozessblock 604 ermittelt das Fernservicesystem 124, ob ein Kommunikationssystemproblem erkannt wurde. In einigen Beispielen ermittelt das Fernservicesystem 124 anhand eines Hinweises auf ein Problem in den empfangenen Daten, dass ein Kommunikationssystemproblem vorliegt. Die empfangenen Daten können zum Beispiel spezifische Daten enthalten, die sich auf ein erkanntes Problem beziehen, wie die oben beschriebenen erkannten Probleme in Bezug auf den Prozess 500. In anderen Beispielen kann das Fernservicesystem 124 die empfangenen Daten analysieren, um zu ermitteln, ob ein Kommunikationssystemproblem vorliegt. Beispielsweise kann das Kommunikationsbusdiagnosemodul 416 die Daten analysieren, um anhand der empfangenen Daten zu ermitteln, ob ein Datenproblem im Kommunikationssystem vorliegt. Zu den Problemen können die oben mit Bezug auf 5 beschriebenen gehören. Das Kommunikationsbusdiagnosemodul kann, wie oben beschrieben, verschiedene Analyseverfahren verwenden. Das Kommunikationsbusdiagnosemodul kann zum Beispiel statistische Analysen, historische Analysen, erweiterte CAN-Diagnosen oder andere Diagnose- und/oder Datenanalysen verwenden, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. Spezifische Beispiele für die Analyse sind in dem US-Patent Nr. 11.233.713 mit dem Titel „Controller Area Network and Connectivity Health Troubleshooting System“, dem US-Patent Nr. 10.657.450 mit dem Titel „Machine Diagnostic Systems“ und dem US-Patent Nr. 9.765.690 mit dem Titel „Variable Geometry Turbocharger Prognostics“ beschrieben, die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen werden. Als Reaktion auf das Ermitteln, dass kein Kommunikationssystemproblem vorliegt, fährt das Fernservicesystem 124 in Prozessblock 602 mit dem Empfang von Daten fort.
  • Als Reaktion auf das Ermitteln, dass ein Kommunikationssystemproblem vorliegt, bestimmt der Fernwartungsserver 124 als Nächstes in Prozessblock 606, ob sich die Industriemaschine, die die Daten überträgt, an einem Wartungsort befindet. Zu den Wartungsorten können autorisierte Reparaturzentren, Händler und/oder andere Stellen gehören, an denen die Industriemaschine gewartet oder andere Dienstleistungen erbracht werden können. In einigen Beispielen wird anhand von Standortdaten (z. B. Positionsdaten) in den empfangenen Daten festgestellt, dass sich die Industriemaschine an oder in der Nähe eines Wartungsortes befindet. In anderen Beispielen kann das Fernservicesystem 124 ein Signal oder einen Befehl an die Industriemaschine senden, um einen Ort zu übermitteln. In weiteren Beispielen kann die Industriemaschine in regelmäßigen Abständen ihren Standort an einen entfernten Server, z. B. den Fernwartungsserver 124, übermitteln. Der Fernwartungsserver 124 kann auf den zuletzt übermittelten Standort zugreifen, um zu ermitteln, ob sich die Industriemaschine an einem Wartungsort befindet.
  • Wird ermittelt, dass sich die Industriemaschine an einem Wartungsort befindet, wird durch das Fernservicesystem 124 ein Warnhinweis an den der Industriemaschine zugeordneten Wartungsort gesendet, der angibt, dass in Prozessblock 608 ein Kommunikationssystemproblem erkannt wurde. Das Fernservicesystem 124 kann zusätzlich das erkannte Problem sowie alle relevanten Informationen, die es aus der Industriemaschine empfangen hat, an den Wartungsort übermitteln. Auf diese Weise kann das Wartungspersonal am Wartungsort das Problem beurteilen und einen Lösungsversuch zu unternehmen, während sich die Industriemaschine bereits am Wartungsort befindet.
  • Als Reaktion auf das Ermitteln, dass sich die Industriemaschine nicht am Wartungsort befindet, bestimmt der Fernwartungsserver 124, ob ein oder mehrere nebensächliche Parameter und/oder Daten im Zusammenhang mit dem ermittelten Kommunikationssystemproblem stehen. Nebensächliche Parameter können mit Nicht-Störungsereignissen im Zusammenhang stehen, die zur Erzeugung von Fehlerdaten führen können (z. B. DTCs, Kommunikationssystem-DTC, Busfehler, Busfehler usw.). Zum Beispiel können während der Neuprogrammierung einer oder mehrerer Steuervorrichtungen oder Systeme im Zusammenhang mit dem Kommunikationsbus (z. B. CAN-Bus-Steuervorrichtungen in Kommunikation mit dem CAN-Bus 110), Daten des Kommunikationssystems (z. B. DTCs, Störungen, Verbindungsausfälle usw.) erzeugt werden, die auf ein Kommunikationssystemproblem hinweisen. Diese Probleme werden jedoch in der Regel gelöst, sobald die Neuprogrammierung abgeschlossen ist. In einem Beispiel können während eines Umprogrammierungsvorgangs eine oder mehrere Informationsnachrichten oder Codes erzeugt werden, die das Auftreten eines Umprogrammierungsereignisses angeben. Die Informationsnachrichten dienen der Information und stehen im Allgemeinen nicht mit einer Störung im Zusammenhang. In einem Beispiel kann eine DM13-Nachricht erzeugt werden, wenn ein Umprogrammierungsereignis eintritt. Die DM13-Nachricht ist im Allgemeinen einem Industriefahrzeug zugeordnet, das einen SAE J1939-Fahrzeugkommunikationsbus verwendet. Der SAE J1939-Standard kann in Verbindung mit einem CAN-Bus verwendet werden. Die obige DM13-Nachricht ist nur ein Beispiel, und es versteht sich, dass andere Informationsnachrichten, Codes und/oder DTCs während einer Neuprogrammierung erzeugt werden können, die für ein bestimmtes Industriefahrzeugkommunikationsnetzwerk in Betracht kommen. In einer Ausführungsform kann die DM13-Nachricht (oder eine andere Informationsnachricht zur Neuprogrammierung) durch die MTU 120 gesendet und durch den Fernwartungsserver 124 empfangen werden.
  • Weitere nebensächliche Parameter können eine Batteriespannung und/oder ein Spannungswarnhinweis für Industriemaschinen (z. B. eine Meldung über eine niedrige Spannung, eine hohe Spannung usw.) umfassen. So kann beispielsweise eine niedrige Batteriespannung bei Industriemaschinen zu Daten des Kommunikationssystems führen, die auf ein Kommunikationssystemproblem hindeuten. Diese Daten (z. B. DTCs) werden in der Regel behoben, wenn die Batteriespannung der Industriemaschine wieder einen akzeptablen Wert erreicht. Andere nebensächliche Parameter können DTCs oder andere Codes im Zusammenhang mit einem Steuervorrichtungstausch, einem System-Reset usw. sein. In einigen Beispielen können nebensächliche Parameter je nach Bedarf für eine gegebene Anwendung festgelegt und/oder bestimmt werden.
  • Als Reaktion auf das Ermitteln, dass ein oder mehrere nebensächliche Parameter vorhanden sind, endet der Prozess 600 in Prozessblock 612. Als Reaktion auf das Ermitteln, dass keine nebensächlichen Parameter vorhanden sind, analysiert der Fernwartungsserver 124 die empfangenen Daten in Prozessblock 614. Die Analyse der Daten kann die Bewertung des ermittelten Problems im Hinblick auf die empfangenen Daten sowie auf andere Daten, wie z. B. historische Maschinendaten, frühere Lösungen für das ermittelte Problem usw., umfassen. In einem Beispiel werden die Daten analysiert, um eine oder mehrere mögliche Lösungen für ein erkanntes Problem zu ermitteln. Beispiele für Lösungen können die Neuprogrammierung einer Steuervorrichtung, die Reparatur einer losen oder schlechten Masseverbindung und/oder andere Lösungen sein, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. In einer Ausführungsform kann der Fernwartungsserver 124 mehrere Parameter auswerten, wie z. B. die Kombination von DTCs, die Arten von DTCs, die Häufigkeit des Auftretens von DTCs, den Ursprung der DTCs (z. B. dieselbe Steuervorrichtung, mehrere Steuervorrichtungen usw.), Software-/Firmware-Versionen und/oder andere Daten, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. Der Fernwartungsserver 124 kann ferner historische Daten auswerten, um intermittierende Probleme zu ermitteln und/oder um Daten im Zeitverlauf zu analysieren. Durch Aufzeichnen der Daten im Zeitverlauf kann der Fernwartungsserver 124 intermittierende Probleme, wie z. B. Erdungsprobleme, Kurzschlussprobleme usw., besser erkennen.
  • Die Datenanalyse und die damit verbundenen Lösungen werden in dem US-Patent Nr. 11.233.713 mit dem Titel „Controller Area Network and Connectivity Health Troubleshooting System“, dem US-Patent Nr. 10.657.450 mit dem Titel „Machine Diagnostic Systems“ und dem US-Patent Nr. 9.765.690 mit dem Titel „Variable Geometry Turbocharger Prognostics“ näher beschrieben, die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen werden. In einer Ausführungsform kann die Analyse durch das Wartungslösungsmodul 414 des Fernwartungsservers 124 durchgeführt werden. Jedoch können auch andere Komponenten des Fernwartungsservers 124 die Daten analysieren, darunter das Maschinendiagnosemodul 412, das Kommunikationsbusdiagnosemodul 416 und/oder das Modul für vorausschauende Wartung 418.
  • In Prozessblock 616 ermittelt der Fernwartungsserver 124, ob eine Lösung für das eine oder die mehreren festgestellten Probleme gefunden wurde. Wenn keine Lösung gefunden wird, wird in Prozessblock 608 ein Warnhinweis an ein Servicezentrum (z. B. einen Wartungsort, ein Reparaturzentrum, ein Autohaus usw.) übermittelt. Der Warnhinweis kann Informationen enthalten, wie z. B. die ermittelten Probleme und die zugehörigen Daten, und/oder andere Informationen, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind. In einigen Beispielen kann der Warnhinweis automatisch eine Wartungsanforderung für die Industriemaschine im Zusammenhang mit den festgestellten Problemen erzeugen. Die Wartungsanforderung kann einen Techniker beauftragen, die festgestellten Probleme weiter zu diagnostizieren und/oder zu beheben.
  • Wird eine Lösung ermittelt, wird die Lösung generiert und in Prozessblock 618 übertragen. Die Lösung kann an eine der betreffenden Industrievorrichtung zugeordnete Benutzervorrichtung, an ein Servicezentrum, einen zugewiesenen Techniker oder an die Industriemaschine selbst zur Anzeige auf einer Benutzeroberfläche übertragen werden. In Prozessblock 620 ermittelt der Fernwartungsserver 124, ob das Problem behoben wurde. In einigen Beispielen kann der Fernwartungsserver 124 eine Angabe aus der Industriemaschine, z. B. über die MTU 120, empfangen, die angibt, dass das Problem behoben wurde. Beispielsweise kann die MTU 120 ein Entwarnungssignal an den Fernwartungsserver 124 übertragen. In anderen Beispielen kann der Fernwartungsserver 124 das Fehlen eines oder mehrerer DTCs im Zusammenhang mit dem Problem in den empfangenen Daten feststellen und bestimmen, dass das Problem behoben wurde. In anderen Beispielen kann ein Endbenutzer oder Techniker ein Signal an den Fernwartungsserver übertragen, das angibt, dass das Problem behoben wurde.
  • Wenn ermittelt wird, dass das Problem nicht behoben wurde, wird in Prozessblock 608 ein Warnhinweis an ein Servicezentrum gesendet. Der Warnhinweis kann dazu dienen, eine Wartungsanforderung zu generieren und/oder einen Techniker zu entsenden, um das Problem weiter zu diagnostizieren oder zu beheben. Wenn ermittelt wurde, dass das Problem behoben wurde, endet der Prozess 600 in Prozessblock 622. Wenn nach einer vorbestimmten Zeit nach der Übermittlung der Lösung kein Hinweis eingegangen ist, dass das Problem behoben wurde, kann in einem Beispiel der Fernwartungsserver 124 gewisse Maßnahmen treffen. In einer Ausführungsform beträgt die vorbestimmte Zeit eine Stunde. Es sind jedoch auch Werte von mehr als einer Stunde oder weniger als einer Stunde denkbar, wenn dies für eine gegebene Anwendung erforderlich ist.
  • In 7 wird nun ein alternatives Verfahren 700 zum Ermitteln einer Lösung für ein erkanntes Kommunikationssystemproblem einer Industriemaschine gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. Der Prozess 700 kann durch den Fernwartungsserver 124 durchgeführt werden. In einigen Beispielen können jedoch auch andere externe Vorrichtungen zur Ausführung des Prozesses 700 ausgelegt sein. Obwohl der Prozess 700 mit Bezug auf den Fernwartungsserver 124 beschrieben wird, dient dies nur als Beispiel, und es ist denkbar, dass ein oder mehrere andere externe Vorrichtungen den Prozess 700 je nach Bedarf für eine gegebene Anwendung ausführen können.
  • In Prozessblock 702 wird ein Kommunikationssystemproblem durch den Fernwartungsserver ermittelt. In einer Ausführungsform kann der Fernwartungsserver 124 das Kommunikationssystemproblem anhand verschiedener Daten (z. B. Daten des Kommunikationssystems, Kommunikations-DTCs usw.) wie oben beschrieben ermitteln. In Prozessblock 704 bestimmt der Fernwartungsserver 124, ob das ermittelte Kommunikationssystemproblem ein aktives Problem ist (z. B. ob sich die betreffende Maschine in der Nähe eines Wartungsortes befindet und/oder ein oder mehrere nebensächliche Parameter vorhanden sind, wie oben in Bezug auf die Prozessblöcke 606 und 610 beschrieben). Wenn ermittelt wird, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem kein aktives Problem ist, endet der Prozess 700 in Prozessblock 706.
  • Wird ermittelt, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem ein aktives Problem ist, analysiert der Fernwartungsserver 124 das ermittelte Kommunikationssystemproblem und die dem ermittelten Kommunikationssystemproblem zugehörigen Daten in Prozessblock 708. Dies kann ähnlich wie bei der oben beschriebenen Analyse in Prozessblock 614 sein. In einigen Beispielen handelt es sich bei den Daten um allgemeine Telemetriedaten (z. B. verschiedene Daten des Kommunikationssystems wie oben beschrieben). In einer Ausführungsform werden das ermittelte Kommunikationssystemproblem und die zugehörigen Daten analysiert, um zu ermitteln, ob es eine Lösung für das ermittelte Kommunikationssystemproblem gibt. In einigen Beispielen wird eine Kombination aus dem erkannten Problem und den zugehörigen Daten analysiert, um eine Lösung für das erkannte Problem zu ermitteln. Eine Lösung kann jede Maßnahme, jeder Prozess oder jede Anweisung sein, die das ermittelte Problem beheben kann. Wie hier beschrieben, kann die Analyse historische Daten, Benutzerdaten, künstliche Intelligenz und/oder jedes andere Analyseverfahren verwenden, das erforderlich ist, um eine Lösung für das ermittelte Kommunikationssystemproblem zu finden.
  • In Prozessblock 710 ermittelt der Fernwartungsserver 124, ob eine Lösung für das ermittelte Kommunikationssystemproblem gefunden wurde. Wird ermittelt, dass keine Lösung für das ermittelte Kommunikationssystemproblem gefunden wurde, fordert der Fernwartungsserver 124 in Prozessblock 712 zusätzliche Informationen aus dem Industriemaschinensystem, wie dem Industriemaschinensystem 100, an. Zu den zusätzlichen Informationen können historische Daten, zusätzliche Daten des Kommunikationssystems, Maschinendiagnosedaten und/oder andere Daten gehören, die erforderlich sind, um den Fernwartungsserver beim Ermitteln der Lösung zu unterstützen. In Prozessblock 714 ermittelt der Fernwartungsserver 124, ob die angeforderten zusätzlichen Informationen empfangen wurden. Wird ermittelt, dass die zusätzlichen Daten empfangen wurden, analysiert der Fernwartungsserver 124 die Daten in Prozessblock 708, wie oben beschrieben. Ermittelt der Fernwartungsserver, dass die angeforderten zusätzlichen Informationen nicht empfangen wurden, wird in Prozessblock 716 eine neue Wartungsanforderung generiert. Die Wartungsanforderung kann an einen Techniker, ein Servicezentrum, einen Händler und/oder ein anderes System oder einen anderen Benutzer geleitet werden, das/der für die Behebung des ermittelten Kommunikationssystemproblems erforderlich ist.
  • Wieder zurück zu Prozessblock 710, erzeugt der Fernwartungsserver 124 als Reaktion auf die Lösung des ermittelten Kommunikationssystemproblems die Korrekturmaßnahme (d. h. die ermittelte Lösung) in Prozessblock 718 und überträgt dann die Korrekturmaßnahme in Prozessblock 720. Die Korrekturmaßnahme kann an eine der betreffenden Industrievorrichtung zugeordnete Benutzervorrichtung, an ein Servicezentrum, einen zugewiesenen Techniker oder an die Industriemaschine selbst zur Anzeige auf einer Benutzeroberfläche übertragen werden. In Prozessblock 722 ermittelt der Fernwartungsserver 124, ob das ermittelte Kommunikationssystemproblem behoben wurde. In einigen Beispielen kann der Fernwartungsserver 124 eine Angabe aus der Industriemaschine, z. B. über die MTU 120, empfangen, die angibt, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem behoben wurde. Beispielsweise kann die MTU 120 ein Entwarnungssignal an den Fernwartungsserver 124 übertragen. In anderen Beispielen kann der Fernwartungsserver 124 das Fehlen eines oder mehrerer DTCs im Zusammenhang mit dem ermittelten Kommunikationssystemproblem in den empfangenen Daten feststellen und bestimmen, dass das Problem behoben wurde. In anderen Beispielen kann ein Endbenutzer oder Techniker ein Signal an den Fernwartungsserver senden, das angibt, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem behoben wurde.
  • Wird ermittelt, dass das Problem nicht behoben wurde, werden in Prozessblock 712 zusätzliche Informationen angefordert. Wenn ermittelt wurde, dass das Problem behoben wurde, endet der Prozess 700 in Prozessblock 706. Wenn das Kommunikationssystemproblem nicht behoben wurde, kann der Fernserviceserver 124 beispielsweise Maßnahmen ergreifen, wenn nach einer bestimmten Zeit nach der Übermittlung der Lösung kein Hinweis auf die Behebung des Problems eingegangen ist.
  • In 8 wird ein Verfahren 800 zur Prognose von Kommunikationssystemproblemen gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. Der Prozess 800 kann durch den Fernwartungsserver 124, z. B. über das Modul für vorausschauende Wartung 418, durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen ist der Prozess 800 dazu ausgelegt, potenzielle Ausfälle oder andere Probleme im Zusammenhang mit einem Kommunikationssystem eines Industriemaschinensystems, wie dem Industriemaschinensystem 100, vorherzusagen. Durch die Vorhersage potenzieller Ausfälle oder Probleme kann eine vorbeugende Wartung der zugehörigen Industrievorrichtung durchgeführt werden, um das Auftreten eines Ausfalls zu verhindern und/oder die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls zu verringern und so die Ausfallzeiten der Industriemaschine zu reduzieren.
  • In Prozessblock 802 empfängt der Fernwartungsserver Daten aus einem Industriemaschinensystem, beispielsweise über eine MTU 120. Die empfangenen Daten können zu einem Kommunikationssystem der Industriemaschine gehören. In einem Beispiel können die empfangenen Daten allgemeine Betriebsdaten von Industriemaschinen (z. B. Batteriespannung, Motorstatus usw.), Daten des Kommunikationssystems (z. B. aktuelle DTCs, Busstatistiken, Software-/Firmwareversionen usw.) und allgemeine Maschinendaten (z. B. Standort, Fahrzeugidentifikationsnummer (VIN), Modellnummer, Eigentümer, zugehöriger Händler, Wartungsprotokolle usw.) umfassen.
  • Nach Empfangen der Daten werden eine oder mehrere prädiktive Analyseoperationen mit den Daten durchgeführt. Wie bereits erwähnt, kann das Modul 418 für vorausschauende Wartung verschiedene vorausschauende Analyseoperationen nutzen, wie z. B. Echtzeitdaten, historische Daten und/oder eine Kombination davon, um weitere Verhaltensweisen der Industriemaschine vorherzusagen. In einigen Beispielen kann das Modul 418 für vorausschauende Wartung verschiedene Prozesse oder Programme zur Vorhersage von Verhaltensweisen, z. B. die Verarbeitung von maschinellem Lernen, verwenden. Prozesse des maschinellen Lernens können ein oder mehrere nutzen von Entscheidungsbaum-Lernen, assoziiertem Regel-Lernen, künstlichen neuronalen Netzen, rekurrenten künstlichen neuronalen Netzen, neuronalen Netzen mit Langzeitgedächtnis, induktiver Logikprogrammierung, Support-Vektor-Maschinen, Clustering, Bayes'schen Netzen, Verstärkungslernen, Repräsentationslernen, Ähnlichkeits- und metrischem Lernen, Sparse-Dictionary-Learning, genetischen Algorithmen, k-Nearest Neighbor (KNN) und/oder anderen Verfahren, die für eine gegebene Anwendung erforderlich sind.
  • In Prozessblock 806 ermittelt der Fernwartungsserver, ob ein Problem oder ein Ausfall unmittelbar bevorsteht. Unmittelbar bevorstehende Ausfälle oder Probleme können solche sein, die mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit (z. B. >90 %) innerhalb eines bestimmten Zeitraums (z. B. innerhalb eines Tages, einer Woche, eines Monats usw.) eintreten. Es sind jedoch auch Wahrscheinlichkeitswerte von mehr als 90 % oder weniger als 90 % denkbar, wenn dies für eine gegebene Anwendung erforderlich ist.
  • Wird ermittelt, dass ein Ausfall oder ein Problem im Zusammenhang mit dem Kommunikationssystem eines Industriefahrzeugs unmittelbar bevorsteht, erzeugt und überträgt der Fernwartungsserver 124 in Prozessblock 808 einen Benutzerwarnhinweis. Der Benutzerwarnhinweis kann Informationen enthalten, die darauf hinweisen, dass der Benutzer/Betreiber der Industriemaschine entweder eine Reparatur durchführen oder einen Techniker, ein Servicezentrum und/oder einen Händler kontaktieren sollte, um einen Wartungstermin zu vereinbaren. In einigen Beispielen wird der Benutzerwarnhinweis auch direkt an einen der Industriemaschine zugeordneten Techniker, einen der Industriemaschine zugeordneten Händler und/oder ein der Industriemaschine zugeordnetes Servicezentrum übermittelt.
  • Wird ermittelt, dass kein Problem unmittelbar bevorsteht, ermittelt der Fernwartungsserver 124 in Prozessblock 810, ob ein Problem möglich ist. Beispielsweise kann ein Ausfall oder ein Problem möglich sein, wenn die Wahrscheinlichkeit größer als ein Wahrscheinlichkeitswert (z. B. 50 %), aber kleiner als ein unmittelbarer Wahrscheinlichkeitswert (z. B. 90 %) ist. Es sind jedoch auch Werte von mehr als 50 % oder weniger als 50 % denkbar, wenn dies für eine gegebene Anwendung erforderlich ist. Der Fernwartungsserver 124 kann auch abschätzen, wann der Ausfall oder das Problem auftreten kann (z. B. innerhalb eines Tages, einer Woche, eines Monats, eines Jahres usw.). Es sind jedoch auch andere Zeiträume denkbar, wenn dies für eine gegebene Anwendung erforderlich ist.
  • Wird ermittelt, dass ein Ausfall oder ein Problem möglich ist, erzeugt und überträgt der Fernwartungsserver in Prozessblock 812 einen Problemhinweis an einen Benutzer der Industriemaschine. Der Problemhinweis kann Informationen enthalten, die den Benutzer/Betreiber der Industriemaschine auffordern, entweder eine Reparatur durchzuführen oder sich an einen Techniker, ein Servicezentrum und/oder einen Händler zu wenden, um einen Wartungstermin zu vereinbaren. In einigen Beispielen kann der Problemhinweis auch direkt an einen der Industriemaschine zugeordneten Techniker, an einen der Industriemaschine zugeordneten Händler und/oder an ein der Industriemaschine zugeordnetes Servicezentrum übertragen werden, sodass während einer vorhergehend oder zukünftig geplanten Instandhaltung die mögliche Störung und/oder das Problem behandelt werden kann. Wird ermittelt, dass keine Probleme oder Ausfälle möglich sind, fährt der Fernwartungsserver 124 in Prozessblock 802 mit dem Empfang von Daten fort.
  • Die vorstehende ausführliche Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen dient dazu, die allgemeinen Grundsätze und die praktische Anwendung zu erläutern, um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, die für die in Betracht gezogene besondere Verwendung geeignet sind. Diese Beschreibung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, und die Offenbarung ist nicht als auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt zu verstehen. Alle vorliegend offenbarten Ausführungsformen und/oder Elemente können miteinander kombiniert werden, um verschiedene zusätzliche Ausführungsformen zu bilden, die nicht explizit offenbart sind. Dementsprechend sind weitere Ausführungsformen möglich und sollen von dieser Spezifikation und dem Umfang der beiliegenden Ansprüche umfasst sein. Die Spezifikation beschreibt konkrete Beispiele, um ein allgemeineres Ziel zu erreichen, das auch auf andere Weise erreicht werden kann.
  • Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff „Benutzer“ umfasst Eigentümer, Betreiber, Bediener, Techniker, Händler, Dienstleister und andere Personen, die mit dem Betrieb, dem Verkauf und der Wartung einer Maschine zu tun haben. Der Begriff soll daher die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erleichtern und ist nicht dazu gedacht, die Struktur oder den Betrieb der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf eine bestimmte Person zu beschränken. Ausdrücke wie „im Wesentlichen“ oder „annähernd“ werden vom Fachmann so verstanden, dass sie sich auf sinnvolle Bereiche außerhalb des angegebenen Wertes beziehen, z. B. allgemeine Toleranzen im Zusammenhang mit der Herstellung, Montage und Verwendung der beschriebenen Ausführungsformen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 11233713 [0003, 0048, 0060, 0066]
    • US 10657450 [0048, 0060, 0066]
    • US 9765690 [0048, 0060, 0066]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Diagnose eines Kommunikationssystems innerhalb einer Industriemaschine, umfassend: Empfangen, aus der Industriemaschine, von Kommunikationssystemdaten des Kommunikationssystems der Industriemaschine; Ermitteln, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten ein Auftreten eines Kommunikationssystemproblems angeben; Bestimmen, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Kommunikationssystemdaten das Auftreten des Kommunikationssystemproblems angeben; Analysieren der empfangenen Kommunikationssystemdaten, um zu ermitteln, ob eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist; und Übertragen der Fernlösung an einen der Industriemaschine zugeordneten Benutzer als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die nebensächlichen Parameter mindestens einen aus einer Liste bestehend aus einem Umprogrammierungscode, einem Code für niedrige Batteriespannung und einem Code für Austausch der Steuervorrichtung umfassen.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Umprogrammierungscode eine DM13-Nachricht ist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend Erzeugen eines Warnhinweises an ein Servicezentrum als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Fernlösung des Kommunikationssystems nicht verfügbar ist, wobei der Warnhinweis an ein Servicezentrum eine neue Wartungsanforderung für die Industriemaschine erzeugt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Empfangen einer Position der Industriemaschine; Ermitteln, ob die Position der Industriemaschine basierend auf der empfangenen Position innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von einem Servicezentrum liegt; und Erzeugen eines Warnhinweises an das Servicezentrum als Reaktion auf das Ermitteln, dass sich die Industriemaschine innerhalb der vorbestimmten Entfernung befindet.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem ein J1939-Kommunikationssystem ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Ermitteln, ob ein Signal angibt, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem behoben ist; und Erzeugen eines Warnhinweises an ein Servicezentrum als Reaktion auf das Ermitteln, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne behoben ist.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Übertragen einer Aufforderung an die Industriemaschine, zusätzliche Informationen zu liefern, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Fernlösung nicht verfügbar ist; und Erzeugen eines Warnhinweises an ein Servicezentrum als Reaktion darauf, dass keine zusätzlichen Informationen als Reaktion auf die übertragene Anforderung zusätzlicher Informationen empfangen wurden.
  9. System zur Diagnose eines Kommunikationssystems innerhalb einer Industriemaschine, umfassend: ein Servicesystem in Kommunikation mit einer Telematikeinheit einer Industriemaschine über ein Kommunikationsprotokoll, wobei das Servicesystem einen elektronischen Prozessor enthält, der dafür ausgelegt ist: aus der Industriemaschine die Kommunikationssystemdaten zu empfangen, die dem Kommunikationssystem zugeordnet sind; zu ermitteln, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten ein Auftreten eines Kommunikationssystemproblems angeben; zu bestimmen, ob die empfangenen Kommunikationssystemdaten einen oder mehrere nebensächliche Parameter enthalten, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die empfangenen Kommunikationssystemdaten das Auftreten des Kommunikationssystemproblems angeben; die empfangenen Kommunikationssystemdaten zu analysieren, um zu ermitteln, ob eine Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist; und die Fernlösung an einen der Industriemaschine zugeordneten Benutzer als Reaktion auf das Ermitteln zu übertragen, dass die Fernlösung für das Kommunikationssystemproblem verfügbar ist.
  10. System gemäß Anspruch 9, wobei die nebensächlichen Parameter mindestens einen aus einer Liste bestehend aus einem Umprogrammierungscode, einem Code für niedrige Batteriespannung und einem Code für Austausch der Steuervorrichtung umfassen.
  11. System gemäß Anspruch 10, wobei der Umprogrammierungscode eine DM13-Nachricht ist.
  12. System gemäß Anspruch 9, wobei der elektronische Prozessor ferner dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Fernlösung des Kommunikationssystems nicht verfügbar ist, einen Warnhinweis an ein Servicezentrum zu erzeugen, wobei der Warnhinweis an ein Servicezentrum eine neue Wartungsanforderung für die Industriemaschine erzeugt.
  13. System gemäß Anspruch 9, wobei der elektronische Prozessor ferner dazu ausgelegt ist: eine Position der Industriemaschine zu empfangen; zu ermitteln, ob die Position der Industriemaschine basierend auf der empfangenen Position innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von einem Servicezentrum liegt; und als Reaktion auf das Ermitteln, dass sich die Industriemaschine innerhalb der vorbestimmten Entfernung befindet, einen Warnhinweis an das Servicezentrum zu erzeugen.
  14. System gemäß Anspruch 9, wobei der elektronische Prozessor ferner dazu ausgelegt ist: als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Fernlösung nicht verfügbar ist, eine Aufforderung an die Industriemaschine zu senden, zusätzliche Informationen bereitzustellen; und einen Warnhinweis an ein Servicezentrum zu erzeugen, wenn keine zusätzlichen Informationen als Antwort auf die übertragene Anforderung zusätzlicher Informationen empfangen werden.
  15. System gemäß Anspruch 9, wobei der elektronische Prozessor ferner dazu ausgelegt ist: zu ermitteln, ob ein Signal angibt, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem gelöst ist; und als Reaktion auf das Ermitteln, dass das ermittelte Kommunikationssystemproblem nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne behoben ist, einen Warnhinweis an ein Servicezentrum zu erzeugen.
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