DE202010017583U1 - System for planning the maintenance of an automation system - Google Patents
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Abstract
System zur Planung der Wartung einer automatisierungstechnischen Anlage durch Überwachung des Zustandes der einzelnen miteinander über ein Kommunikationsnetzwerk (2) verbundenen Komponenten (1a bis 1d) der Anlage anhand von Lebenszyklusdaten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Analyseeinheit (3) geräteidentifizierende Daten aus den einzelnen Komponenten (1a bis 1d) via Kommunikationsnetzwerk (2) ausliest, um die hierüber identifizierten Komponenten (1a bis 1d) in einer aktuellen Komponentendatenbank (4) enthaltend eine Ersatzteilverfügkarkeitsinformation aufzufinden, auf Grund welcher erforderliche Beschaffungsaktionen innerhalb des aktuellen Wartungsintervalls festgestellt werden.System for planning the maintenance of an automation system by monitoring the state of the individual components (1a to 1d) of the system connected to one another via a communication network (2) on the basis of life cycle data, characterized in that an analysis unit (3) identifies device-identifying data from the individual components ( 1a to 1d) via the communication network (2) in order to find the components (1a to 1d) identified thereon in a current component database (4) containing spare part availability information, on the basis of which required procurement actions are detected within the current maintenance interval.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Planung der Wartung einer Automatisierungstechnischen Anlage durch Überwachung des Wartungszustandes der einzelnen, miteinander über ein Kommunikationsnetzwerk verbundenen Komponenten der automatisierungstechnischen Anlage anhand von Lebenszyklusdaten.The invention relates to a system for planning the maintenance of an automation system by monitoring the maintenance status of the individual, connected via a communication network components of the automation system based on life cycle data.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Automatisierungstechnik. automatisierungstechnische Anlagen der Fabrikautomation, Verfahrenstechnik und dergleichen, bestehen aus einer Vielzahl einzelner Komponenten, wie Handhabungseinrichtungen, Bearbeitungseinrichtungen, Reaktoreinrichtungen, Ventileinheiten von Rohrleitungssystemen und anderen.The field of application of the invention extends to automation technology. Automation equipment of factory automation, process engineering and the like, consist of a variety of individual components, such as handling equipment, processing equipment, reactor equipment, valve units of piping systems and others.
All diese Komponenten bestehen neben gerätetechnischen Baueinheiten auch aus elektronischen Baueinheiten zum Betrieb der Komponente, welche an ein Datennetzwerk der automatisierungstechnischen Anlage angeschlossen sind, das gewöhnlich nach einem Feldbus-Standard arbeitet. Über dieses Netzwerk lassen sich die einzelnen Komponenten der automatisierungstechnischen Anlage koordiniert betreiben, um ein die automatisierungstechnische Anlage durchlaufendes Erzeugnis herzustellen.All of these components consist not only of technical components but also of electronic components for operating the component, which are connected to a data network of the automation system, which usually operates according to a fieldbus standard. Through this network, the individual components of the automation system can be operated in a coordinated manner to produce a product passing through the automation system.
Ziel der Wartungsplanung einer automatisierungstechnischen Anlage ist es, die einzelnen Komponenten stets betriebsbereit zu halten, also einen Defekt einer Komponente während des laufenden Betriebs der automatisierungstechnischen Anlage zu vermeiden. Hierfür ist eine vorausschauende Wartung erforderlich. Um eine solche Wartung zu planen, muss der Wartungszustand jeder Komponente der automatisierungstechnischen Anlage stets überwacht werden.The aim of the maintenance planning of an automation system is to keep the individual components always ready for operation, ie to avoid a defect of a component during the ongoing operation of the automation system. For this purpose, a predictive maintenance is required. To schedule such maintenance, the maintenance status of each component of the automation plant must always be monitored.
Da die einzelnen Komponenten unterschiedliche Ausfallverhalten aufweisen, ist die Überwachung des Wartungszustandes in der Regel auch mit der Kalkulation von Ausfallwahrscheinlichkeiten verbunden. Während elektronische Controllereinheiten in der Regel fünfzehn Jahre funktionieren, ist die Lebensdauer eines PC in der Regel auf ca. 5 Jahre beschränkt. Um eine Wartung, also ein Austausch einer ausfallgefährdeten Komponente, rechtzeitig durchzuführen, ist die Komponente im einfachsten Fall mit einem Betriebsstundenzähler ausgestattet. Wenn der Betriebsstundenzähler durch Aufaddieren der Betriebsstunden die zuvor definierte Grenznutzungsdauer erreicht hat, wird eine Wartung oder ein Austausch der Komponente durchgeführt.Since the individual components have different failure behavior, the monitoring of the maintenance status is usually associated with the calculation of default probabilities. While electronic controller units typically last fifteen years, the life of a PC is typically limited to approximately five years. In the simplest case, the component is equipped with an operating hours counter in order to carry out maintenance in good time, ie to replace a component which is at risk of failure. When the operating hours counter has reached the previously defined limit service life by adding up the operating hours, maintenance or replacement of the component is performed.
Als nachteilhaft bei diesem Wartungsverfahren erweist sich die Vielzahl von Informationen, welche entsprechend der Anzahl der in einer automatisierungstechnischen Anlage verbauten Komponenten ausgewertet werden müssen. Weiterhin kann die Situation entstehen, dass zwar ein Austausch einer langlebigen Komponente der automatisierungstechnischen Anlage durch Ablauf der Grenznutzungsdauer erforderlich ist, ein Ersatzteil dieser Komponente jedoch nicht mehr zur Verfügung steht, weil der Hersteller durch Produkteinstellung, Modellwechsel oder dergleichen nicht mehr lieferfähig ist. Um die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, insbesondere langlebiger Komponenten, sicherzustellen, wäre es demnach erforderlich, solche Ersatzteile rechtzeitig zu beschaffen und auf Lager vorzuhalten. Die Information über eine Verfügbarkeitsdauer der Ersatzteile kennt jedoch nur der Hersteller selbst und eine vorsorgliche Lagerhaltung erscheint recht aufwendig.A disadvantage of this maintenance method proves the large amount of information that must be evaluated according to the number of components installed in an automation system. Furthermore, the situation may arise that although a replacement of a durable component of the automation system is required by expiration of the service life, a spare part of this component is no longer available because the manufacturer is no longer capable of delivery due to product adjustment, model change or the like. In order to ensure the availability of spare parts, especially long-life components, it would therefore be necessary to procure such spare parts in good time and to stock up. However, only the manufacturer himself knows the information about an availability period of the spare parts and a precautionary storage seems quite expensive.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Planung der Wartung einer automatisierungstechnischen Anlage durch Überwachung des Wartungszustandes der einzelnen Komponenten zu schaffen, welches durch Verbesserung der Planungssicherheit eine minimale Lagerhaltung von Ersatzteilen gewährleistet.It is therefore the object of the present invention to provide a system for planning the maintenance of an automation system by monitoring the maintenance condition of the individual components, which ensures minimal storage of spare parts by improving the planning security.
Die Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass eine in das Kommunikationsnetzwerk der Komponenten der Anlage eingebundene Analyseeinheit geräteidentifizierende Daten aus den einzelnen Komponenten ausliest, um die hierüber identifizierten Komponenten in einer aktuellen Komponentendatenbank aufzufinden, welche zur jeweils aufgefundenen Komponente eine Ersatzteilverfügbarkeitsinformation zuordnet, woraufhin der Bedarf an erforderlichen Beschaffungsaktionen ermittelt wird. Eine derartige Wartungsanalyse wird im Durchlauf in Wartungsintervallen mit festgelegten Zeitabständen – vorzugsweise monatlich – durchgeführt.The invention includes the technical teaching that an integrated into the communication network of the components of the system analysis unit reads device-identifying data from the individual components to locate the identified components in a current component database, which assigns spare part availability information to the respectively found component, whereupon the need is determined on required procurement actions. Such a maintenance analysis is carried out in the course of maintenance intervals at predetermined intervals - preferably monthly.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bildet die Voraussetzung dafür, dass im Rahmen der Beschaffungsaktion gerade noch verfügbare Komponenten, deren Produktion der Hersteller in naher Zukunft einstellen wird, in ausreichender Stückzahl auf Vorrat beschafft werden. Dies betrifft insbesondere Komponenten, deren aktuelle Lieferbarkeit kürzer ist als die verbleibende Nutzungsdauer der automatisierungstechnischen Anlage. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine solche Ersatzteilbestellung nicht voreilig erfolgt, so dass Lagerbestände gering gehalten werden können. Zudem kann die Anzahl tatsächlich für die verbleibende Nutzungsdauer der automatisierungstechnischen Anlage benötigter Ersatzteile von Komponenten genauer kalkuliert werden.The procedure according to the invention forms the precondition for the fact that within the framework of the procurement action just available components whose production the manufacturer will discontinue in the near future will be procured in sufficient quantity for stock. This applies in particular to components whose current availability is shorter than the remaining useful life of the automation system. In this way it can be ensured that such a spare parts order is not made prematurely, so that stocks can be kept low. In addition, the number actually for the remaining useful life of the automation system of required spare parts of components to be calculated more accurately.
Das Auslesen der geräteidentifizierenden Daten aus den einzelnen Komponenten sowie die Auswertung der Ersatzteilverfügbarkeitsinformationen der einzelnen Komponenten wird anhand einer aktuellen Komponentendatenbank vorgenommen. Diese Komponentendatenbank ist vorzugsweise zumindest einmal monatlich zu aktualisieren, um eine zeitliche Synchronität mit den vorzugsweise monatlichen Wartungsplanungen herzustellen. Die Komponentendatenbank enthält zumindest das Datum der Verfügbarkeit jeder Komponente als Ersatzteil beim Hersteller oder kompatibler Nachfolgeprodukte mit dazugehörigen Bestellinformationen.The readout of the device-identifying data from the individual components as well as the evaluation of the spare part availability information of the individual components is performed on the basis of a current component database. This component database is preferably to be updated at least once a month to establish temporal synchronicity with the preferably monthly maintenance schedules. The component database contains at least the date of availability of each component as a spare part at the manufacturer or compatible successor products with associated ordering information.
Damit eine solche Ersatzteilverfügbarkeitsinformation der Komponentendatenbank entnehmbar ist, sind geeignete geräteidentifizierende Daten jeder Komponente in der Datenbark als Suchindikator für den zuzuordnenden Datensatz zu verwenden, beispielsweise der Gerätetyp oder die Seriennummer. Der Datensatz kann auch zusätzliche Angaben hinsichtlich Herstellername, Geräteart, Herstellungsdatum, aktuelle Software- und/oder Firmwareversionen enthalten, um die Komponente eindeutig zu identifizieren sowie deren Wartungsstatus zu bestimmen.In order for such spare parts availability information to be extractable from the component database, suitable device-identifying data of each component in the database must be used as a search indicator for the data record to be assigned, for example the device type or the serial number. The data record may also contain additional information regarding the manufacturer name, device type, date of manufacture, current software and / or firmware versions in order to uniquely identify the component and to determine its maintenance status.
Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die Analyseeinheit in Ergebnis einer durchgeführten Wartungsplanung den Wartungsstatus jeder Komponente als Hardware sowie gegebenenfalls auch den Wartungsstatus je zugeordneter Software sowie den IT-Sicherheitsstatus auf einem Monitor zur Anzeige bringt. Der IT-Sicherheitsstatus kennzeichnet dabei die Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen zur Verhinderung eines unautorisierten Fremdzugriffes von außen auf eine Komponente der Anlage, beispielsweise im Sinne einer Firewall-Funktion, welche vorzugsweise durch entsprechende Software realisiert ist.According to a measure improving the invention, it is proposed that the analysis unit display the maintenance status of each component as hardware as well as possibly also the maintenance status per assigned software as well as the IT security status on a monitor as a result of a performed maintenance planning. The IT security status characterizes the effectiveness of the measures taken to prevent unauthorized external access from the outside to a component of the system, for example in the sense of a firewall function, which is preferably implemented by appropriate software.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Analyseeinheit in Ergebnis einer durchgeführten Wartungsplanung auch eine Alarmliste generiert, welche ebenfalls direkt auf dem Monitor angezeigt werden kann, die Informationen über mindestens eine der nachfolgenden Wartungsrelevanten Ereignisse beinhaltet:
- – eine Komponente ist nicht mehr die aktuelle Produktversion, d. h., dass der Hersteller zwischenzeitlich eine Nachfolgeversion der installierten Komponente anbietet;
- – eine Komponente ist als Ersatzteil letztmalig beim Hersteller verfügbar, d. h., dass die Ersatzteilversorgung bezüglich dieser Komponente durch den Hersteller ausläuft, so dass der Betreiber der Anlage sich rechtzeitig mit einer ausreichenden Anzahl von Ersatzteilen einzudecken hat;
- – eine Komponente einer älteren Produktversion besitzt einen limitierten Funktionsumfang, d. h., dass ein verfügbares Nachfolgerprodukt zwar hinsichtlich seiner Grundfunktionalität einsetzbar ist, jedoch hinsichtlich eventuell entbehrlicher Zusatzfunktionen nicht mit dem Vorgängerprodukt kompatibel ist;
- – eine Komponente ist dringend zu ersetzen, da systemtechnisch veraltet, d. h., dass beispielsweise der interne Betriebsstundenzähler die maximale Nutzungsdauer signalisiert, so dass die Komponente höchst ausfallgefährdet ist. Ein Austausch durch ein Ersatzteil hat sofort zu erfolgen, um die Betriebssicherheit der Anlage zu gewährleisten.
- - a component is no longer the current product version, ie that the manufacturer has since offered a follow-up version of the installed component;
- - A component is available as a spare part for the last time at the manufacturer, ie, that the spare parts supply with respect to this component expires by the manufacturer, so that the operator of the system has to stock up in time with a sufficient number of spare parts;
- - A component of an older version of the product has a limited range of functions, ie, that an available successor product is indeed used in terms of its basic functionality, but is not compatible with the predecessor product with regard to any additional functions that may be dispensed with;
- - A component is urgently to be replaced since it is system-technically obsolete, ie that, for example, the internal operating hours counter signals the maximum useful life, so that the component is extremely prone to failure. Replacement by a spare part must be carried out immediately to ensure the operational safety of the system.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, das die Analyseeinheit eine Alarmliste im Hinblick auf folgende wartungsrelevante Erignisse generiert:
- – eine Komponente ist aktiv, d. h. sie wird aktuell produziert und weiterentwickelt;
- – eine Komponente ist classic, d. h. sie wird aktuell produziert aber die Entwicklung ist bereits auf das Nachfolgeprodukt umgestellt;
- – eine Komponente ist limited, d. h. sie wird nicht mehr hergestellt aber noch repariert und vom Bestand vertrieben, solange der Vorrat reicht;
- – eine Komponente ist obsolet, d. h. es gibt weder Lagerbestände noch Ersatzeile.
- - one component is active, ie it is currently being produced and developed;
- - one component is classic, ie it is currently being produced but the development has already been switched to the successor product;
- - one component is limited, ie it is no longer manufactured but still repaired and sold from stock while supplies last;
- - One component is obsolete, ie there are neither stocks nor spare parts.
Daneben kann die Alarmliste auch weitere wartungsrelevante Ereignisse signalisieren und diese Informationen vorzugsweise direkt mit einer passenden Handlungsanweisung an das Wartungspersonal ausgeben, beispielsweise: „Die Komponente X hat die Grenznutzungsdauer erreicht. Bitte kontaktieren Sie die Herstellerfirma ABB unter dem Servicekontakt Y zur Ersatzteilbestellung unter Angabe der Produktinformation Z”.In addition, the alarm list can also signal further maintenance-relevant events and preferably output this information directly to the maintenance personnel with a suitable handling instruction, for example: "Component X has reached the limit service life. Please contact the manufacturer ABB under the service contact Y for ordering spare parts quoting the product information Z ".
Das erfindungsgemäße System zur Planung der Wartung einer automatisierungstechnischen Anlage lässt sich vorzugsweise mit Hilfe eines Computerprogrammprodukts realisieren, wobei die Routine zur Auswertung der Ersatzteilverfügbarkeitsinformationen der einzelnen Komponenten hinsichtlich Feststellung erforderlicher Beschaffungsaktionen innerhalb des aktuellen Wartungsintervalls durch entsprechende in einer Software hinterlegt Steuerungsbefehle umgesetzt sind.The system according to the invention for planning the maintenance of an automation system can preferably be implemented with the aid of a computer program product, wherein the routine for evaluating the spare part availability information of the individual components with regard to determining required procurement actions within the current maintenance interval are implemented by corresponding control commands stored in a software.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren naher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:
Gemäß
All diese Komponenten
Die Analyseeinheit
Zur Durchführung anstehender Wartungen generiert die Analyseeinheit
Gemäß
Zunächst erfolgt ein Auslesen von geräteidentifizierenden Daten aus den einzelnen Komponenten
First, a readout of device-identifying data from the individual components takes
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, mehr und andere Komponenten der automatisierungstechnischen Anlage in der erfindungsgemäßen Weise zu überwachen, um die Ersatzteilverfügbarkeit, Softwareaktualität und dergleichen planbar sicherzustellen.The invention is not limited to the preferred embodiment described above. On the contrary, modifications are conceivable which are included in the scope of protection of the following claims. For example, it is also possible to monitor more and other components of the automation system in the manner according to the invention in order to ensure spare part availability, software update and the like.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Komponentecomponent
- 22
- Netzwerknetwork
- 33
- Analyseeinheitanalysis unit
- 44
- KomponentendatenbankComponent database
- 55
- Monitormonitor
- 66
- Alarmlistealarm list
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20120426 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20131127 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |